【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]

1しじみ ★2018/10/12(金) 01:04:02.63ID:CAP_USER
■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/

2ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 01:20:47.52ID:46QGT8I4
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

3ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 01:22:27.59ID:hWNNxiLY
ペレストロイカ

4ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 01:23:47.95ID:PgjdKddb
使い捨てとかなら耐久性考えなくても売れるんでね?

5ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 01:39:44.57ID:HOY/PvZ4
耐久性のない発電効率自慢なんて無価値だろう?

6ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 01:57:01.02ID:xAvzMgqT
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

7ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 02:03:13.73ID:qq2SAL4v
>>3
はえーよ

8ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 03:40:34.47ID:R8eTmyTD
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

9ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 03:53:01.84ID:6JLW1Nt5
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

10ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 04:07:42.78ID:S8SGZfEO
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

11ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 07:26:44.97ID:JtJns8t5
妖怪人間ペロ・ブス・カイト

12ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 07:52:14.87ID:kJQfu8cx
現状一辺が数cmってどうしょうもないんじゃ・・・

13ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 09:49:18.77ID:rEOnKWTo
効率を上げる方法は プラズマ弾 参照

14ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 09:59:47.40ID:Bn9wpdDT
>>3
ぺろ毒(ぶす)会

15ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 10:03:46.15ID:xuPEBW5U
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

16ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 10:15:09.29ID:H7V3Agpy
>>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

17ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 11:21:43.28ID:XtILGqEV
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

18ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 13:46:33.14ID:/xKvyd4Y
>>9
構成物の99%が石。
毒にも薬にもならない。

19ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 13:51:38.99ID:kO/p5Cve
ぺろぺろ

20ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 14:23:21.86ID:BDOrpvCi
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

21ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 16:24:47.89ID:Ehk9yH8B
ゲロブスガイジ型太陽電池…

22ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 16:45:25.13ID:5l4H2+N4
>>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

23ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 18:07:12.92ID:bbWi7S+p
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


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

24ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 20:48:15.55ID:xKniW9Nx
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

25ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 22:36:31.91ID:MvHHsTFv
>>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

26ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 23:04:45.89ID:G7e/+SdF
>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。

27ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 23:16:41.18ID:pqbmR0rK
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。

28ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 23:17:26.14ID:RtrW/xQU
ホームセンターでロール売りしてくれ

29ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/12(金) 23:37:02.06ID:swQhr3Cm
発電効率がよくても小さくちゃな

30ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/13(土) 01:11:56.51ID:ppE1WNuc
>>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

31ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/13(土) 01:55:06.02ID:1UiM3sEF
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ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/13(土) 02:09:50.97ID:mBNe8NeZ
車の、、側面?
なぜわざわざ屋根じゃなくて側面?

33ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/13(土) 08:01:03.86ID:biboV783
>>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

34ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/13(土) 08:51:43.50ID:xmcB4j0L
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

35ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/13(土) 16:49:57.30ID:5NHFuvZ1
>>10
その手しかないよね

36ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/14(日) 11:43:28.50ID:4d857YLi
>>34
セル変換効率とモジュール変換効率を混同すんなよ

37ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/14(日) 12:25:11.53ID:NXUwSvfR
【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?

38ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/14(日) 12:45:17.97ID:Gip+Jt30
ぺろっ

コレはブス!

39ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/14(日) 12:48:36.81ID:IZDJWVS8
水素社会くるかもなぁ

40ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/14(日) 16:45:20.71ID:1vkmNhy0
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

41ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/14(日) 21:12:24.19ID:UUibnKyr
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

42ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/16(火) 01:15:03.48ID:6bNmDdsf
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。

43ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/17(水) 01:37:02.19ID:qxqthdbX
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

44ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/10/23(火) 13:34:21.11ID:nNnKz3AG
印刷機みたいに塗布すれば

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