
効率30%超えの世界新記録。EPFLが開発した「3接合」ペロブスカイト太陽電池の全貌
スイスの研究チームが、シリコンとペロブスカイトを重ねた3接合太陽電池で変換効率30.02%を達成し、単一材料の理論限界を突破した。安価な材料とナノ技術の融合により、かつて宇宙開発限定だった超高効率発電を地上で実現する道が切り拓かれている。
別名: Perovskite Solar Cells, ペロブスカイト太陽電池
ペロブスカイトと呼ばれる結晶構造を持つ材料を光吸収層として用いる太陽電池。従来のシリコン太陽電池に比べて、溶液を用いた塗布・印刷プロセスで製造できるため、製造コストが大幅に低く、エネルギー回収期間も短い。薄膜で軽量、かつ柔軟な基板上に作製できるため、ビルの壁面や電気自動車、ウェアラブルデバイスなど、従来のパネルが設置困難だった場所への応用が期待されている。

スイスの研究チームが、シリコンとペロブスカイトを重ねた3接合太陽電池で変換効率30.02%を達成し、単一材料の理論限界を突破した。安価な材料とナノ技術の融合により、かつて宇宙開発限定だった超高効率発電を地上で実現する道が切り拓かれている。

研究チームは、薄膜太陽電池のCIGSeとペロブスカイトを積層したタンデム構造において、界面の電荷損失をナノレベルで抑制し、世界記録となる変換効率25.5%を達成した。軽量で柔軟なこの技術は、将来的に建物の壁面や車載用電源への応用が期待される。

東京科学大学の研究チームは、有機ELで培われた特殊な発光分子を太陽電池に組み込むことで、光と電気の双方向変換を可能にする多機能素子を開発した。この新設計により、熱としてエネルギーが失われる経路を物理的に遮断し、高効率な発電と鮮烈な発光を同時に実現することに成功した。

シンガポールの南洋理工大学の研究チームは、ペロブスカイトを用いた10ナノメートル級の超薄型・半透明太陽電池を開発した。これは、光透過性と発電効率のトレードオフを克服し、建物の窓や外壁を巨大な発電プラントに変える可能性を秘めている。従来の太陽電池が抱えていた美観や設置場所の制約を打破し、都市景観に溶け込む新たなエネルギーインフラの実現に貢献する画期的な成果である。

ペロブスカイト太陽電池は高効率だが短寿命という課題を抱えており、従来は化学添加剤で寿命を延ばしてきた。しかし、高麗大学の研究チームは、化学物質を一切使わず、異なる次元のペロブスカイトを物理的に接触させる「接触誘起カチオン相互作用(CCI)」と熱処理を組み合わせることで、結晶構造を安定させ、24,000時間以上の運用寿命を実現した。

次世代エネルギーの切り札として世界中で熾烈な開発競争が繰り広げられている「ペロブスカイト太陽電池」。薄く、軽く、折り曲げ可能で、なおかつ製造コストが低いという夢のような特性を持つ一方で、実用化へ向けた最大の障壁が存在して […]

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