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2021年3月 1日 (月)

ペロブスカイト太陽電池の効率化

 

 温暖化防止の観点から太陽電池の生産ではこれまで主流であったシリコンを利用した太陽電池パネルから第3世代の
   ペロブスカイト太陽電池
へ世界が注目しているという。
 
 光電変換効率(光エネルギーを電気エネルギーに変換する効率)はシリコンに劣らないが、生産工程で使うエネルギーの量が莫大なシリコンと比較し、安価な素材で低温で製造できる。
 
 対立色をつけめている韓国左翼政権の文大統領へのアピールなのか韓国化学研究院(化学研)が25日、化学素材研究本部の
   ソ・ジャンウォン責任研究員
が率いる研究チームが、ペロブスカイト太陽電池の効率を画期的に向上させる
   「核心素材技術」
を開発したと発表した。
 やたら多用する核心という言葉が目立つ韓国の報道だが、成果については水増しが多のはいつものことだ。

 もともと、ペロブスカイトとは、ロシアの鉱物学者レフ・ペロフスキーが鉱物から初めて発見した特定の化学構造を表す言葉で日本の研究チームでは10年以上も前の2009年にペロブスカイト物質を初めて太陽電池に用いた。
 
 この成果を知った世界の研究者たちは、ペロブスカイト太陽電池の光電変換効率の向上競争に突入した。
 
 今回の論文で発表された25.2%の効率は2019年8月に達成したものと見られ、シリコン太陽電池の最高効率26.7%と1.5ポイントの差まで縮めたというが、実験での成果であり実用化し安定生産が出きる訳では今のところないようだ。
 
 現在の最高効率は、これまで4度も最高効率を更新してきた蔚山(ウルサン)科学技術院のソク・クァンイル教授のチームが昨年に達成した25.5%。

 太陽電池は、太陽光を受けて電気エネルギーに変える素子。
 当然、ペロブスカイト太陽電池は、光を受けて電流を発生する光活性層がペロブスカイト素材でできており、様々な光活性層のうち、電圧を高める電子輸送層と電流を高めるペロブスカイト層の素材を新たに開発したという主張だ。

 研究チームでは、化学溶液蒸着法という技術を用い、太陽電池の透明電極の上でスズ酸化物を直に合成し、電子がうまく移動するようにしたという。
 
 電子がうまく移動すれば電圧が高まり、効率が上がる。研究チームはまた、光がよく吸収されるようにペロブスカイト層の表面処理技術を開発し、添加物は減らしつつ効率を高められる方法を見出した。研究チームの新たな素子は、太陽電池の最高効率情報を四半期ごとに発表する米国立再生可能エネルギー研究所(NREL)のチャートで、2期連続でトップに立った。新たな素子は、500度を超える高温の熱処理工程が必要だった従来の高効率ペロブスカイト太陽電池と異なり、150度以下の低温で製造できるという長所がある。

  
  

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