塗るとクルマで発電ができる日本発の太陽電池
ニュースイッチ 11月23日
ぺロブスカイト太陽電池（桐蔭横浜大学・宮坂力教授提供）
「ペロブスカイト」世界各地で効率更新。現在は東大がトップ
再生可能エネルギーが新境地に入ろうとしている。日本発の新型太陽電池の研究成果が世界で次々に発表されている。発明から10年もたたないうちに主流のシリコン系太陽電池に迫るまでに性能が向上しており、将来の太陽光発電産業を背負って立つ“大型新人“となりそうだ。
日本生まれの新しい太陽電池は「ペロブスカイト太陽電池」。「ペロブスカイト」という特殊な結晶構造を持つ太陽電池の総称だ。目新しい構造ではなかったが、桐蔭横浜大学の宮坂力教授が太陽電池として作動することを見いだした。
宮坂教授は特徴としてまず「光発電の特性に優れる」ことをあげる。太陽光エネルギーを電気に変える変換効率が太陽電池の性能を示す指標だ。数値が高いほど少ない面積で多くの電力を生み出せる。シリコン系ではセルベースで24％超が量産されている。
宮坂教授が09年に製作したペロブスカイト太陽電池は3％台だった。それが12年に10％を突破すると世界中で研究に火がついた。14年には米カリフォルニア大学ロサンゼルス校のチームが19・3％の成果を発表。そして15年、韓国化学研究所が20・1％をたたきだし、20％台へ突入した。
そして先日、東京大学先端科学技術研究センターの瀬川浩司教授らが、エネルギー変換効率21・5％と世界最高値を達成した。今後、太陽電池セルの性能向上などを進め、2020年頃までに同25％超を目指すという。
理論上は30％が可能とされている。実際の製作可能性を考えると25％は十分にいけると見られている。それも「あと1年で25％に届くと言われている」（宮坂教授）という。研究室レベルではあるがペロブスカイト太陽電池は短期間に半世紀の歴史があるシリコン系と並ぶという驚異的な成長ぶりだ。
「圧倒的な低コストで製造できる」（宮坂教授）のも大きな特徴であり、世界中の研究者を引きつける魅力だ。材料そのものが安い。その材料を基板に塗って製作できるためシリコン系ほど高温を必要する製造プロセスがなく安価だ。
皿のような器にペロブスカイト太陽電池の材料を載せて高速で回す実験映像がある。回転するうちに材料が均一に広がり発光が始まる。照射された光に反応して生み出された電子が発光した。電子を電気として取り出す配線を施しておくと発電する。この映像でも簡単に作れることがわかる。
シリコン系が苦手な場所で普及する可能性
ペロブスカイト太陽電池はデビュー前でありながら、従来の太陽電池を変えるような研究成果が次々に公表されている。まさに「未完の大器」だ。宮坂教授は実用化されると「シリコン系と競合しない」と話す。屋根の上や地面はシリコン系が使われ、ペロブスカイト太陽電池はシリコン系が苦手な場所に普及すると見通す。
例えば軽さを生かし、ビル壁面に貼り付ける太陽電池をつくれる。フィルムのような柔らかい基板にも塗布できるので曲げ伸ばし可能な太陽電池を製作して曲面にも取り付けができる。窓を太陽電池にすることも可能だ。
現在でも「窓発電」はあるが、太陽電池に光が透過する切り込みを入れている。室内に光を届けられるが、切った部分は発電しないので無駄だ。ペロブスカイト太陽電池は色を薄くして半透明にもできるので、窓全体を発電に使える。自動車に塗ると車体を太陽電池にできる。
課題は耐久性だ。有機材料を使うため高温に弱い。空気や湿気による劣化も進むため、適切な封止剤を見つけて密閉する必要がある。「劣化の原因はわかっている。犯人の物質を他の物質に置き換えればよい」とするように、課題克服の道筋ははっきりしている。世界の研究者が競い合うように開発を加速させており、実用化の日は近い。
ブログ主考：
日本生まれの次世代太陽電池の❝ペロブスカイト！❞・・・
日本の科学者！〜
桐蔭横浜大学宮坂教授ら研究グループが生みの親！・・・
『日の丸技術！』が、日の丸一緒にヘンポンと国際社会で誇らしげに翻る！・・・
日本生まれの次世代太陽電池の❝ペロブスカイト！❞・・・
日本の科学者！〜
桐蔭横浜大学宮坂教授ら研究グループが生みの親！・・・
『日の丸技術！』が、日の丸一緒にヘンポンと国際社会で誇らしげに翻る！・・・
Perovskiteを発見したロシアの科学者、
Lev. Perovski ➡︎ ➡︎ ➡︎
Lev Perovski：
Count Lev Aleksevich von Perovski was a Russian nobleman and mineralogist who also served as Minister of Internal Affairs under Nicholas I of Russia. In 1845, he proposed the creation of the Russian Geographical Society.
Born: September 9, 1792
Died: November 21, 1856
Education: Moscow State University
Perovskite is named for a Russian mineralogist, Count Lev Aleksevich von Perovski. The mineral was discovered and named by Gustav Rose in 1839 from samples found in the Ural Mountains.
レフ・ペロボスキー：
レフ・アレクセイビッチ・フォン・ペロフスキー伯爵は、ロシアの貴族であり、
ニコラス一世の下で総務大臣を務めた鉱物学者。
1845年、ロシア地理学協会の創設を提案。
1792年9月9日生まれ、1856年11月21歿
モスクワ国立大学卒
『ペロブスカイト』・・・レフ・アレクセイビッチ・フォン・ペロフスキー伯爵に因んで命名された。
『チタン酸カルシウム(灰チタン石, CaTiO3)の結晶構造』が1839 年に、・・・ウラル山脈で採集された地質サンプルからGustav Roseに依って発見された。
ペロブスカイトの概要！〜：
簡単ですが説明します。ペロブスカイトとはチタン酸カルシウム(灰チタン石, CaTiO3)の結晶構造を発見したロシアの研究者、Lev. Perovskiにちなんで命名された結晶構造のことです。ペロブスカイト型結晶構造を有する化合物には強誘電体を示すチタン酸バリウム(BaTiO3)など非常に機能性の高い化合物が多く知られている。
レフ・ペロボスキー：
レフ・アレクセイビッチ・フォン・ペロフスキー伯爵は、ロシアの貴族であり、
ニコラス一世の下で総務大臣を務めた鉱物学者。
1845年、ロシア地理学協会の創設を提案。
1792年9月9日生まれ、1856年11月21歿
モスクワ国立大学卒
『ペロブスカイト』・・・レフ・アレクセイビッチ・フォン・ペロフスキー伯爵に因んで命名された。
『チタン酸カルシウム(灰チタン石, CaTiO3)の結晶構造』が1839 年に、・・・ウラル山脈で採集された地質サンプルからGustav Roseに依って発見された。
ペロブスカイトの概要！〜：
簡単ですが説明します。ペロブスカイトとはチタン酸カルシウム(灰チタン石, CaTiO3)の結晶構造を発見したロシアの研究者、Lev. Perovskiにちなんで命名された結晶構造のことです。ペロブスカイト型結晶構造を有する化合物には強誘電体を示すチタン酸バリウム(BaTiO3)など非常に機能性の高い化合物が多く知られている。
ペロブスカイト化合物に化学反応で電気が発生することに世界最初に気付いたのは！〜、桐蔭横浜大学宮坂教授であり、 2009年に桐蔭横浜大学 宮坂力教授らのチームがペロブスカイト結晶の薄膜を発電部に使用、太陽電池として動作することを確認し科学界に知れ渡り、一挙に世界各国で研究が加速された。
ペロブスカイト太陽電池の誕生となり、・・・『次世代太陽電池！』としての期待が大き膨れ上がっている日本生まれの大型技術と言える。
ペロブスカイト太陽電池は、塗布などの低温溶液プロセスで簡単に作製できること、高い光吸収能力を示しかつ大きな短絡電流と高い開放電圧が得られることから、安価で高効率な次世代太陽電池として大きな期待を受け、急速に研究開発が進んでいる。
利点が多いが欠点も多！〜、
✦ 劣化が非常に速いく耐久性に大きな問題を抱えている！・・・
✦ 電流－電圧曲線に大きなヒステリシスが現れることが多く、正確な変換効率測定が難しい、つまり電圧のかけ方によって変換効率が変化してしまう！・・・
此等の欠点はペロブスカイト太陽電池の実用化に対して大きな障害となっており、多くの研究者がその解消法の開発に取り組んでいる現況である。
南鮮が珍しく『ペロブスカイト太陽電池』の開発を、日本国と張り合って必死になって研究して、今年！・・・
恰も南鮮生まれの技術の如く得意になって発表したが、・・・
早々と、先日、東京大学先端科学技術研究センターの瀬川浩司教授らが、エネルギー変換効率21・5％と世界最高値を達成した。今後、太陽電池セルの性能向上などを進め、2020年頃までに同25％超を目指すという。
一瞬に抜き去られて仕舞った南鮮の研究陣は、さぞや！〜頭を抱えている事でしょう。
✦ 電流－電圧曲線に大きなヒステリシスが現れることが多く、正確な変換効率測定が難しい、つまり電圧のかけ方によって変換効率が変化してしまう！・・・
此等の欠点はペロブスカイト太陽電池の実用化に対して大きな障害となっており、多くの研究者がその解消法の開発に取り組んでいる現況である。
南鮮が珍しく『ペロブスカイト太陽電池』の開発を、日本国と張り合って必死になって研究して、今年！・・・
◼︎【韓国研究陣、効率２０％向上した太陽電池技術を開発】：
中央日報（2015年05月22日）
韓国研究陣が次世代太陽電池「ペロブスカイト」の効率を２０．１％まで引き上げることに成功した。
２２日、韓国未来創造科学部によると、韓国化学研究所はペロブスカイト太陽電池に太陽光を効果的に吸収する薄膜を適用して光エネルギーを電気エネルギーに変換する効率（光電変換効率）が高い太陽電池を開発した。
恰も南鮮生まれの技術の如く得意になって発表したが、・・・
早々と、先日、東京大学先端科学技術研究センターの瀬川浩司教授らが、エネルギー変換効率21・5％と世界最高値を達成した。今後、太陽電池セルの性能向上などを進め、2020年頃までに同25％超を目指すという。
一瞬に抜き去られて仕舞った南鮮の研究陣は、さぞや！〜頭を抱えている事でしょう。
