夢のエネルギー自給が実現？ペロブスカイト太陽電池への期待

日本は長らく、エネルギーを海外からの輸入に依存しています。このことがいかに脆弱であるかは、これまで何度も実感させられてきました。しかし、日本は資源がない国なのだから仕方ない・・・そんなコンセンサスが横たわっていますが、そんな常識が一変するかもしれないゲームチェンジャーを紹介したいと思います。
それが、ペロブスカイト太陽電池です。このペロブスカイト、名前に太陽電池と入っているように、太陽光を浴びて電力を生み出す太陽電池の一種です。私たちが知っている太陽電池といえば、和上ホールディングスでも取り扱っている太陽光パネルですね。その中に太陽電池がびっしりと敷き詰められていて、そこで電力が生まれます。
こうした一般的な太陽光パネルとペロブスカイト太陽電池が大きく異なるのは、その形状と硬さです。とても薄い構造になっていて、何と曲げられるんです。このペロブスカイト太陽電池を発明した桐蔭横浜大学の宮坂教授が手に持っている実物の写真を見てみてください。

引用元：週プレニュース（集英社）

このようにとても薄く、しかも曲げても壊れません。曲げた状態でもしっかり発電するので、これまで太陽光パネルを取り付けるのが難しかった場所にも利用の可能性が広がります。これによって飛躍的に太陽光発電の発電量が拡大するのではないかと期待されているので、「夢の大発明」と言われているわけです。
しかもこのペロブスカイト太陽電池、先ほど紹介した宮坂教授が発明したということで日本発です。日本は近年、こうした基幹技術で世界に後れをとってきた傾向がありますが、ペロブスカイト太陽電池が普及するようなことがあれば、そのゲームチェンジャーにもなるんじゃないかと期待しています。
具体的に設置が期待されているのは、クルマの屋根やマンションのベランダなどです。クルマの屋根は曲線になっているので太陽光パネルを取り付けるのが難しかったんですが、これならデザイン性を損ねることなく設置できそうです。プラグインハイブリッド車や電気自動車の屋根に取り付けておけば、駐車している間にバッテリーが充電されるといった使い方もできると思います。
また、もうひとつの設置場所として期待されているマンションのベランダは、これまで太陽光発電と無縁とされてきた集合住宅に設置する道が開かれます。ペロブスカイト太陽電池は薄いだけでなくとても軽いので、折り畳み式、ロール式の太陽電池を買ってきてベランダに広げておけば、日本全国の膨大な世帯が「発電所」になるかもしれません。
宮坂教授自身も、「塵も積もれば山となる」と述べています。大規模なメガソーラーのような使い方は想定しておらず、ペロブスカイト太陽電池は小規模な発電施設をたくさん作ることによって電力源として機能させることに期待が集まっています。
今後の展開が楽しみで仕方ないペロブスカイト太陽電池ですが、本格的な実用化には超えなければならないハードルもあります。
ペロブスカイト太陽電池が実用化され、日本発の夢のエネルギーとなるために克服するべき課題があります。夢が現実になるためには、決して平たんではない道のりがあるわけです。

ちなみに民間企業でペロブスカイト太陽電池の実用化に最も近い位置にあるといえるのが、化学メーカーの積水化学です。和上ホールディングスと同じく、大阪の企業です。
同社ではすでに自社の建物においてペロブスカイト太陽電池を設置し、社内で使用する電力の自給を行う実験を進めています。同社の研究所屋上で行われている発電試験は、なんと世界初に試みです。
その他にもNTTデータがデータセンターで大量に消費される電力の一部をまかなうためにペロブスカイト太陽電池の導入を決めています。これもまだまだ実験段階なので、本格的な実用化というレベルではありません。

それではペロブスカイト太陽電池が実用化するためには、どんな課題があるのでしょうか。
現在研究が進められている2つの大きな課題は、耐久性と大型化です。ペロブスカイト太陽電池はまだまだ耐久性が低く、シリコンの太陽電と比べると実用化をしたとしても耐久年数が3分の1くらいにしかなりません。これだとコストが安いとは言っても頻繁に交換をしなければならないので、コスト負けしてしまう懸念があります。原因はペロブスカイト太陽電池の主原料であるヨウ素の安定性の低さです。自然界では不安定な物質だけに劣化も早く、発電性能が早期に低下してしまいます。これを克服するためにはヨウ素ではなく耐久性の高い原料に代替するか、強固な保護層をもつ太陽光パネルの開発が待たれます。とはいえ、ペロブスカイト太陽電池は曲げられることが大きなメリットなので、保護層を強化したいあまりに曲げられる性能を損ねるわけにはいかず、難しいところです。
もうひとつの課題である大型化は、本格的な発電施設に利用する際に必須の性能です。ペロブスカイト太陽電池は印刷物のように表面に太陽電池を敷き詰めていきますが、これを均一にプリントしていくことは意外に難しく、現在広く利用されているシリコン型太陽電池のような大きさにするにはまだまだ多くの実証実験をする必要があるそうです。面積が大きくなるほど表面の品質にムラができてしまうと、実用化した際に「当たりはずれ」ができてしまうので、これも克服するべき課題です。

さらにもうひとつ、太陽電池開発においては避けて通れない外的要因もあります。それは、他国との開発競争です。というのも、すでにシリコン型太陽電池では大きく差をつけられている中国の存在があります。日本で発明されたペロブスカイト太陽電池ですが、すでに中国でも実用化に向けた開発が急ピッチで進められています。シリコン型太陽電池も当初は日本が全世界のシェアの大部分を握っていたのにそれを中国に奪われてしまった苦い経験があります。ペロブスカイト太陽電池で二の舞を踏まないよう、国を挙げた開発体制が必要になります。
もちろんこのことは国も認識しており、開発予算をつけて実用化に向けた開発を進めている研究機関や企業を後押ししています。夢の次世代エネルギーが日本の財産となるよう、これからも注意深く見守っていきたいと思います。