近年注目を集めるペロブスカイト太陽光電池。従来のシリコン型太陽光電池を設置できなかった場所へも設置可能な点が大きな特徴です。経済産業省も「日本の再生可能エネルギーの切り札」と銘打っていて、我が国のカーボンニュートラルへの大きな貢献が期待されています。
今回は、このペロブスカイト太陽光電池に関わる企業とその取り組みを紹介いたします。
ペロブスカイト太陽光電池による未来予想図
ニュースなどで耳にしたことがある方も多いと思いますが、ペロブスカイト太陽光電池とは、フィルム状の薄くて軽く曲げることが可能な太陽光電池です。
フィルム型のものであれば、厚さは1ｍｍほど。現在主流のパネル型シリコン系太陽光電池に比べて、重さは10分の1程度に抑えられます。こうした特徴から、例えば建物の壁面、窓ガラス、車の上部など、様々な場所へ設置することが可能となります。また、設置が容易であることから、災害時の非常用電源としての活用も期待されています。
ほかにも、材料を基盤に塗る、印刷するといった方法でつくることができるため大量生産への適応性が高く、製造コスト低減につながる可能性があるとも言われています。さらに、既存のシリコン系太陽光電池はリサイクルが難しく使用後は大部分を破棄するほかありませんが、ペロブスカイト太陽光電池はリサイクルがしやすい、とする論文が多数報告されています。
いま、日本が世界をリードする「ペロブスカイト太陽光電池」
多くのメリットをもたらす可能性のあるペロブスカイト太陽光電池ですが、耐久性(寿命)の向上や大型化、エネルギー変換効率の向上といった課題を抱えているのも事実です。
既にヨーロッパや中国勢がこうした課題を克服すべく激しい技術開発競争を繰り広げていますが、現在の日本企業の技術は世界最高水準に位置し、特に製品化のカギとなる大型化や耐久性の分野でリードしている状況です。このまま日本が実用化のフェーズにおいても世界をリードし続けるためには、早期の量産技術の確立が求められています。
「 積水化学工業 」は、液晶表示パネル(LCD)向けの生産で培った、液体や気体が内部に入り込まないようにする技術を、ペロブスカイト太陽光電池の開発に応用してきました。2025年までに量産化技術の確立・事業化を目指しています。
同社は、2025年全面開業予定のJR西日本「うめきた(大阪)駅」の広場や、2028年度竣工予定の東京都千代田区の高層ビルの壁面等、先行者として多数の案件が舞い込んでいます。
フィルム型ペロブスカイト太陽電池
(出所)積水化学工業
「 パナソニック ホールディングス 」は、有機ELディスプレイの生産で培った、インクジェット技術の応用による建材一体型のガラス型ペロブスカイト太陽電池「発電するガラス」を武器としています。既存の建材用ガラスと同じように使用可能で、建設会社にとっても扱いやすいのが特徴です。当初2028年頃の実用・量産化を見込んでいましたが、2026年度に試験販売を開始する予定です。こうした早期実用化を見据え、神奈川県藤沢市では実証実験が行われています。
「ガラス・建材一体型」実証の様子(2023年8月)
藤沢市内のモデルハウス2階バルコニー部分に設置
(出所)パナソニック ホールディングス
「 アイシン 」の強みは、曲面の多い自動車部品の塗装で培ったスプレー塗布の技術で、むらなく均一に塗ることでペロブスカイト太陽光電池の発電効率の向上を高めています。自動車の屋根へ搭載する技術の開発も進めていて、車の電動化ニーズへの対応も予定しています。2024年4月には本社地区の建物外壁に設置し実証実験を始めていて、2030年にも外販する計画です。
(出所)アイシン
ペロブスカイト太陽光電池の早期実用化を支える企業
各社がペロブスカイト太陽光の開発を進めていますが、課題が多いのも事実です。そうした課題解決に向けて、ペロブスカイト太陽光の素材等の面からサポートする企業の存在も重要です。
「 キヤノン 」は、複合機やレーザープリンターの基幹部品である感光体の開発を通して培ってきた材料技術を応用し、光を電気に変換するペロブスカイト層を保護するための膜の開発を行っています。この新開発の膜をペロブスカイト太陽光電池の中に組み込むことで、大気中の水分、熱、酸素などの影響を受けにくくなり、耐久性や量産安定性の向上が見込まれます。キヤノンではこの新開発の膜の量産を2025年から開始することを目指しています。
(出所)キヤノン
なお、ペロブスカイト太陽光電池の生産に関しては、国内の材料と技術だけでまかなうことができることも、日本が他国に比べて優位と言えます。ペロブスカイト太陽光電池は、主に鉛とヨウ素の化合物が用いられますが、鉛は地中から収集が可能で、ヨウ素に関して日本は世界第2位の生産国です。世界のヨウ素生産量は、そのほとんどが日本とチリが占め、日本は世界の約30％を生産していることから、海外情勢に左右されない安定した材料の共有・調達ができる環境にあります。
そのペロブスカイト太陽光電池の製造に欠かせないヨウ素を取り扱う「 伊勢化学工業 」は、ヨウ素の生産量シェアが国内30数％、世界10％強の世界屈指のヨウ素サプライヤーとして注目が集まっています。
(出所)伊勢化学工業
スタートアップ企業にも注目が集まる
ペロブスカイト太陽光の開発においては、スタートアップ企業の動きも注目されています。
中でも京都大学発のスタートアップ企業であるエネコートテクノロジーズは、ペロブスカイト太陽光実用化への課題の一つである変換効率向上へ挑み続けています。これまでの研究開発において高い変換効率を実現してきていることから上場企業も注目をしており、KDDIやニコン、豊田合成、日揮、INPEX、中国電力等が出資を行っています。また、これらの企業と共同で実証実験を開始しており、早期実用化を目指しています。
産業化に向けた取り組みを政府も後押し
日本政府は、次世代太陽電池の「ペロブスカイト太陽電池」を2030年までに普及させる方針を打ち出しています。ペロブスカイトの量産技術の確立に約650億円、生産体制の整備に約4,200億円を超える支援を計画し、技術開発・実証実験の支援や生産・供給網の確立を支援しています。
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)によると、ペロブスカイト太陽電池の市場規模は2050年には5兆円にのぼり、太陽光電池市場全体の半分を占めると見込まれています。
2025年頃から徐々に一般の目にも見える機会が出てくると考えられ、2030年代には街の至る所でペロブスカイト太陽光電池を目にすることになるかもしれませんね。
なお、フロッギーでは過去にもペロブスカイトを取り上げています。
もっとペロブスカイト太陽光電池とそれに関わる企業について知りたいという方は、こちらの記事もご覧ください。
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