【材料工学】実用化迫る新技術「ペロブスカイト型太陽電池」［10/11］
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■安くて薄い、次世代電池の本命
日本で生まれた次世代技術、「ペロブスカイト型太陽電池」の実用化が迫ってきた。安価に製造でき、薄くて曲げられるため、クルマの側面やドーム球場の屋根などにも使える。発電効率は現在主流のシリコン型に追い付きつつあるが、大型化と耐久性が課題だ。
見た目はまるで「黒いクリアファイル」。薄くて軽く、手でぐにゃりと曲げることもできる。だがよく見ると、電気を通すための金属線が横に走っている。下の写真は東芝と新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）が今年6月に発表した新種の太陽電池。材料の結晶構造の名称から「ペロブスカイト型」と呼ばれている。日本発の次世代太陽電池の大本命で、ノーベル賞の有力候補と目されている。
「低コストで簡単に作れるのに、用途は幅広い。革新的な太陽電池だ」。こう胸を張るのは、2009年に論文を公開し、この分野の第一人者として知られる桐蔭横浜大学の宮坂力・特任教授だ。かつては発電効率などに課題があったが、潜在力に着目した世界中の大学や企業が開発競争を繰り広げたことで、性能が急速に向上。実用化まであと一歩の段階まで迫ってきた。
ペロブスカイト型が「革新的」とされるのには、大きく4つの理由がある。
1つ目は、「低コスト」で製造できる点だ。ペロブスカイトとは複数の元素によってつくられる結晶構造のこと。太陽電池用には鉛やヨウ素などが使われるのが一般的だ。このペロブスカイトを液体に溶かして、軟らかいフィルムなどの基板に塗布する。十分に乾燥させ、電極などを配置して完成だ。
現在主流のシリコン型では、製造工程で真空状態をつくったり、約1400度で熱したりする必要がある。一方でペロブスカイト型は、基板に材料を塗るだけなので、大がかりな装置を使わずに済む。ありふれた物質を使うため、調達コストも安い。材料と製造設備を含めてシリコン型の半分以下のコストで製造できると試算されている。
2つ目は、「薄くて曲げられる」こと。
シリコン型は硬くて重いため、広くて平坦な土地や、耐荷重性の高い建物の屋上などに設置場所が限られる。
対照的に、薄くて軽いペロブスカイト型の用途は幅広い。クルマの側面やドーム状の屋根など、曲がった場所は得意分野。ソーラー乗用車なども実現しそうだ。建物の壁面やプレハブ小屋など、強度に乏しい場所にも設置できる。衣服などに装着すれば様々な「ウエアラブル端末」が登場するだろう。
一般的なペロブスカイト型太陽電池は濃い褐色だが、材料の組成と厚みを調節することで、半透明にもできる。ビルの窓ガラスなどにも応用できそうだ。
■発電効率は20％を突破
3つ目は「発電効率の高さ」だ。最新のシリコン型太陽電池は、光エネルギーの25％程度を電気エネルギーに変換できる。現時点でも薄くて曲げられる太陽電池は存在するが、代表選手の「有機薄膜型」の発電効率は10％程度にとどまる。
宮坂氏が発表した当初、ペロブスカイト型の発電効率は4％程度だったが、10年足らずで20％を突破。17年には韓国の研究チームが22.7％を達成した。理論上の発電効率は30％を超えるとされ、近い将来にシリコン型を抜くとみる専門家は数多い。
4つ目は放射線への耐性が高く、「宇宙での活用」が期待できることだ。
宇宙航空研究開発機構（JAXA）と宮坂氏らは、人工衛星などへの搭載を目指してペロブスカイト型太陽電池を開発している。宇宙空間で強烈な放射線にさらされると太陽電池の発電効率は低下する。耐性を持つ電池材料を開発することが、課題だ。
軽さと発電効率を両立できることも、宇宙用途に向いている。軽量化は打ち上げコスト削減に直結する。JAXAで開発を手がける宮澤優・研究員は「民間企業が人工衛星の開発に相次ぎ参入したことで、より低コストな太陽電池が求められる」と語る。
ただし、実用化には複数のハードルがある。まずは「大型化」だ。
基板の面積を大型化するほど、発電効率は低くなる。不純物の混入や結晶構造の崩れが発生しやすいうえ、適切な厚さで均一に塗布することが難しくなるからだ。近年発表されたペロブスカイト型太陽電池は発電効率が高い半面、一辺が数cm程度の小さなものが多いのが実情だ。
https://cdn-business.nikkeibp.co.jp/article/report/20120118/226265/072700016/p1.jpg
https://business.nikkeibp.co.jp/article/report/20120118/226265/072700016/ 耐久性が低い問題は解決したのかな？
光でどんどん劣化が進むとか エネルギー革命来るのかなマジで
軽いから場所選ばないし設置費用も格段に安くなる
アフリカとかはペロブスカイトでかなり強くなりそう
日本発なのに日本は日照少なくて恩恵受けられなさそうなのがなぁ 実用化されると名称が長いので
ブス電池と呼ばれるようになる すぐに壊れて、そのへんに棄てられて、有害物質がーって
言い出すんだろｗ これがノーベル賞となると
日本人と英国人と韓国人の３人の受賞だけどいいのか
元々は日本人と英国人が英国で一緒に研究していて
まず日本人が成果を出し英国人が完成度を高めたがなぜか韓国人が食い込んできた 発電効率は、シリコンパネルと同等になったけど、耐久性は２年もすればほぼダメになるんだったか
それでも、耐久性が数カ月から年単位になってきたから、５０年後には普及してるかもな >>14
「ペロッ…これは硝酸ストリキニーネ！」
毒を味見する社交会 耐久性は本当に課題だよなぁ
ペロブスカイトの構造自体が原因ならそうそう飛躍することなさそうに思える
鉛問題に関してはスズでの代用が目処立ちつつあるらしいからなんとかなると思うが >>9
構成物の99%が石。
毒にも薬にもならない。 相変わらず「こういう欠陥ガー」バカマウントのオンパレードです
>>14
2年もあるなら十分使い手があるだろ
そもそも
＞カーバッテリーには寿命があり、平均すると2〜3年くらいで寿命となります。 古河電池株式会社
＞スマホのバッテリーの寿命は1〜2年です。
「うわあ 2年で交換ｗｗｗ 面倒くさすぎ 自動車とかスマホとか使いもんにならねえシロモノだから自分は一切使ってない！ 使わない！」
これにしても、仮に物自体が十分安いなら、一般住宅の太陽パネル用途でさえ、2年にいっぺん張り替えて採算がなぜとれないわけだ
今のソーラーパネル家庭でも、売電して一般に十分なおつりがくるが、しかし元が高いのでそれで十年とかで設置費用を取り返す
この場合、その物の安い費用＋業者呼んでパンパンパンと張り替える工事費数万円、それを2年分の売電料で取り返す 同じか上回る可能性はないのか
そしてこれは「現状でさえ」仮定で、寿命は延びていく可能性大有りだろうしなこういうものは >>18
構成原子の配置がペロブスカイト(灰チタン石)と同じ形の結晶構造を取る
ペロブスカイト「型」の太陽電池であって、
ペロブスカイトそのものが太陽電池になるんじゃないのだが 理系で水素社会を推進するような研究成果を出すのは馬鹿
無駄飯食いの商社儲けさせるだけ
理系がやらなければならない研究は自宅の屋根のソーラー
発電で電気を全て自給できるようにする研究や自宅で水か
ら水素を作ってエネルギーを全て自給できるようにする研
究
要するにエネルギーを無駄飯食いの商社を介さずに得られ
るようにする研究
トヨタのミライを出すのは自宅で水素を自給できるように
なってからでないとダメ
そこを理解してない理系が以外に多いことに驚く
もしあなたが水素社会を推進するような部署に配属された
ら、わざと間違えた方向に研究を進めたり重要なデータを
見なかったことにしてスルーしたり文系男の真似して毎日
会社でぼけーとして給料貰っとけ
どうせ特許は会社の物だ
ちなみに、ソーラー発電のウチはこの夏遠慮せずにエアコ
ン使ったが電気代０円どころか５万円貰える（既に原価償
却済み）
鼻クソみてえな銀行の利子よりずっと多い
皆で太陽光発電にすれば無駄飯食いの商社潰せる段階に来
てる これ既に実用化されていて量産化の目処だけ立ってないだけ
それも２００９年以前にだよ >>10
寝言をぬかすな
もしノーベル賞を３人が受賞するなら、日本人とOxfordの二人だ
非常に狭い範囲で現時点の最高発電効率達成という、現実にはたいして意味のない成果を出したチョンが貰えるわけがない ＞一方でペロブスカイト型は、基板に材料を塗るだけなので、大がかりな装置を使わずに済む。
ハゲは頭に塗れば、携帯の充電できるじゃん。 軽いので無人電動飛行機の翼にのせて
常時パトロールできるな。東シナ海高空
をゆっくり回る。夜間は蓄電池で飛行。 >>20
トイレットペーパーみたいに使い終わったら捨ててロールを引き伸ばすという手も有るかも 一辺が数cm程度の小さなものが多いのが実情だ
ちっちゃ
アホか >>32
>薄くて曲げられるため
って書いてあるやん
車の屋根はほとんど平らなのに対し、
側面はデザインや強度を稼ぐために凸凹模様あるやつがいるからって話だろ
トラックとかな
平らだと従来の太陽電池が使えるから別にペロブスカイト型使う必要無いんだよ シリコンで効率25%とか盛りすぎ、実際の製品は20%足らずやろ
ペロブスカイトにしても、量産投資を考えている企業は
まだ無いやろ >>34
セル変換効率とモジュール変換効率を混同すんなよ 【ベトナム人留学生も食べて応援？ 脳、心疾患】 南相馬、脳卒中３倍、白血病１０倍、甲状腺癌２９倍
http://rosie.5ch.net/test/read.cgi/liveplus/1539483613/l50
汚染地帯に移民を入れて死なせて何がやりたいの？ 巨大化、無毒化、劣化の問題
結構解決すべきこと多いよな
特に劣化の問題解決できる気がしない 劣化は解決する必要は無い
早めの更新でよい
コストが安いからその対処法が通用する どうせ、アルアルとかニダニダ言う人が金持ってクレクレ言って
脳天気技術者がホイホイ技術を渡しちまうんだろ。 巨大化←プリント
無毒化←スズ
劣化←生産方式の面での技術革新でコストダウン、リサイクル、それにより更新を早めることで事実上の長寿命化が可能
でも太陽電池の半分ほどでもいいから寿命伸ばしてもらわないとねぇ ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
