誰でもわかる！次世代型太陽電池ペロブスカイト

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つい最近、ペロブスカイト太陽電池という存在を知りました。室内の蛍光灯でも発電できる次世代型太陽電池とのことで、太陽光パネル洗浄業者のSAPとしては「将来的に仕事がなくなってしまうのでは？」と気になって調べてみましたので簡単にご紹介させていただきます。

 

ペロブスカイト太陽電池とは？

太陽電池を原料で分類するとシリコン系・化合物系・有機系の３つに分類されます。

ペロブスカイト太陽電池はこの中の有機系に分類されます。一般的に流通している太陽光パネルの厚さと比べると100分の1以下と非常に薄く、とても軽いという特徴があります。

従来の太陽光パネルは「セル」と呼ばれる薄い板のような太陽電池が割れないように厚い強化ガラスで覆われていますが、ペロブスカイト太陽電池は「ペロブスカイト」と呼ばれる物質を塗った薄いフィルムのようなものなので、割れる心配がない上に折り曲げることも可能なのです。

ペロブスカイト太陽電池には他にも優れたところがたくさんありますが、まずは既存の太陽光パネルについても整理しておきましょう。

 

シリコン系太陽電池

日本に流通している太陽電池の９割以上を占めるのがシリコン系太陽電池です。シリコン系太陽電池の原料は、シリコンというケイ素です。ケイ素はシリカとも呼ばれ、地球上で２番目に多い元素です。砂や岩石に含まれ、とても身近な物質にもかかわらず太陽電池の原材料としては不足しています。その理由は太陽電池に使用するシリコンは99.999パーセント以上の純度が求められるという点にあります。不純物を取り除き高純度のシリコンを取り出すのに手間も時間もかかるため需要に生産が追いついていないのです。

 

化合物系太陽電池

化合物系で最も普及しているCIS太陽電池は、銅【Cu】インジウム【In】セレン【Se】が主原料として使用されているため、その頭文字をとってCIS太陽電池と呼ばれています。レアメタル（希少金属）を使用しているため、海外からの輸入に頼ることになり原材料価格、仕入れが安定しません。2000年代前半まで日本は太陽電池製造の世界トップクラスを誇っていましたが、ご存知の通り今や次々と撤退。その背景には日本の原材料不足も深く関係しています。

また、太陽光パネルの中でも黒っぽいパネルは化合物系のパネルであることが多く、パネル洗浄業者泣かせのパネルでもあります。化合物系のパネル自体が汚れに強いという特徴があるため、洗浄してもシリコン系のパネルほど発電量が回復しないという点に加えて、その黒さ故に洗浄した跡のわずかな汚れ残りが際立ってしまうのです。

 

ペロブスカイト太陽電池

ペロブスカイト太陽電池にレアメタルは必要ありません。しかも日本はペロブスカイトの主な原料となるヨウ素の生産がチリに次いで世界第2位なのです。ヨウ素の世界生産量の30％近くを占める日本ですが、そのほとんどが千葉県から生産されていたことに千葉県在住の私も全く知らなかったので驚きました。資源小国の日本にとって主要資源が国内で手に入ることはとても重要です。そして、このペロブスカイト太陽電池を開発したのは桐蔭横浜大学の宮坂力教授、日本人なのです‼宮坂教授は有機系太陽電池の研究に携わり、ノーベル化学賞の候補にもなっている日本エネルギー界の救世主です。つまりペロブスカイト太陽電池は資源も技術も純国産として製造が可能な太陽電池なのです。

良いことだらけのペロブスカイトにも欠点はあります。現時点でのペロブスカイト太陽電池は結晶構造が不安定で、温度や湿度の影響を受けやすく発電が安定しません。

また、少量ではありますが【鉛】が使用されています。ペロブスカイト太陽電池がシリコン系パネルと変わらない高い変換効率を実現できているのは成分の中に鉛を含んでいる点が大きく影響しています。環境汚染にもつながる鉛の代わりに錫などを使った鉛フリーのペロブスカイト太陽電池の開発が進められています。

 

 

まとめ

ペロブスカイト太陽電池を量産できれば、今まで設置できなかったビルの壁面や建物の屋上、そして曲面的な建造物にも大量に設置できるようになるかもしれません。政府でもまずは駅・役所などの公共施設で活用を進め、将来的にはさらに広い範囲での活用を視野に入れているようです。実現できれば2050年のカーボンニュートラルに向けて大きな一手となることは間違いありません。

ちなみに、ペロブスカイト太陽電池を洗浄できるのか調べたところ、現時点でのペロブスカイト太陽電池は湿度に弱いので水は使わず、乾いた布やエアダスターなどで表面のほこりや汚れを除去することが望ましいようです。

太陽光パネルの洗浄を専門とするSAPは洗浄する水にこだわり、夏の現場で雨が降れば恵みの雨だと歓喜し、遠方の現場では水を貸してくれる場所探しに翻弄されている私どもですが、太陽光パネルの進化とともに洗浄方法も変わっていくのかもしれません。

 

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以上、最後までお読みいただきありがとうございました！