2014年11月29日　Chapter-525　ペロブスカイト半導体太陽電池　

ペロブスカイ卜は、基盤に「塗る」ことによって太陽光発電パネルを安価に製造することができる材料として最近注目されています。現在の太陽光発電パネルで使用されている高価な高純度シリコンを置き換えるかもしれません。 　

ペロブスカイト半導体太陽電池の電力変換効率は当初は非常に低かったものの、多くの研究者が参入したことによって急速に高められ、商用シリコン太陽電池モジュールの変換効率ガ17〜25%であるのに対し、ペロブスカイト半導体太陽電池は研究室での試作品で16〜18%の電力変換効率に達しています。現状では変換効率で高純度シリコンに劣るものの、今後の変換効率の向上は確実で、しかも低コストですので、わずかに劣る変換効率を補って余るコストパフォーマンスを持っています。 　

ですが、ペロブスカイト膜を導電層で挟んだ構造の太陽電池を量産実用化するにはまだ多くの解決すべき問題が残されています。最大の問題は大面積のパネルの実用化です。また、太陽光を浴び続ける苛酷な屋外の環境での耐久性も検証しなければなりません。ペロブスカイトは屋外の環境に長時間晒すと内部に存在しているイオンが移動し、性能が劣化する可能性があります。これらの問題を解決するため、カーボンナノチューブを混ぜ込んだ積層用保護シートの開発や、発電膜をガラスの中に封じ込めるなどの研究が行われています。

実用化については、2017年を目標にガラス封入型透明ベロブスカイト半導体太陽光発電パネルをビルに設置することを目指しています。

また、高純度シリコンとペロブスカイトのハイブリッドパネルの研究も行われています。高純度シリコン太陽光パネルも太陽光の全てのエネルギーを吸収できているわけではないので、シリコンウエハー上にペロブスカイ卜膜を積層し、シリコンを素通りする波長の光をペロブスカイトで捕まえて発電効率を高めるのが狙いです。これによってシリコン方の太陽電池の効率は30%に近づくことが期待されています。