最近、中国・華東師範大学の方俊鋒教授の研究チームは、中国科学院の寧波材料技術工学研究所の李暁冬副研究員と共同で『Science』誌に論文を発表し、逆ペロブスカイトセルの研究における最新の成果を紹介した。
この研究において、逆ペロブスカイトセルの変換効率が初めて24％を超えるという世界記録が作られ、反転効率の低さが欠点であるペロブスカイトセルの開発で長い間開発を阻害してきた障壁を打ち破り、新しい方向性と可能性を開いた。
低コストの太陽電池の可能性
世界的な気候変動と「カーボンピークアウト・カーボンニュートラル」の目標の下で、太陽光発電技術の開発は世界中の国々から大きな注目を集めている。低コストで高効率のペロブスカイト太陽電池は、低コスト発電のための最も注目すべき新太陽光発電技術の1つと見なされている。
新太陽電池としても知られるペロブスカイト太陽電池は、ペロブスカイト型「有機金属ハロゲン化物ハイブリッド」半導体を用いて光を集めるため、第3世代の太陽電池に属している。
ペロブスカイト電池は、正のN-I-P電池と逆のP-I-N電池に分けられる。逆ペロブスカイトセルには、低温調整、簡単なプロセス、優れた安定性、シリコンセルとの適合性等の大きな利点がある。特に、逆ペロブスカイト/シリコンスタックの応用は、ペロブスカイトセルの商用化を実現するために重要である。
さらに、逆ペロブスカイトセルは、光触媒活性のあるTiO2と正孔輸送層を使用する必要がなく、照明下での出力安定性が高いため、開発の成功率が上がるだろう。
現在最も期待される新太陽光セルとなりうるペロブスカイトセルの開発は、大規模な商用化に向け、国のマクロ政策と業界の支援及び科学者の協力によって、順調に動き出している。 2025年頃にはペロブスカイト太陽電池のギガワット規模の大量生産を達成することが可能になるだろう。
実用化への期待
第一段階として、世界初のペロブスカイト集中型太陽光発電所プロジェクトが、衢州市で建設を開始した。このプロジェクトは約250エーカーの面積で、設備容量は12 MW、計画総投資額は約6000万元である。発電所の建設により、ペロブスカイト技術と従来の太陽光発電産業との統合が大きく進み、ペロブスカイト技術の実用化が急速に促進されるだろう。
ペロブスカイト市場は急成長を遂げ、新たな開発の波が押し寄せている。現在、ペロブスカイト装置の製造を主導しているのは、西子潔能（002534）によって投資された衆能光電である。これは、国のハイテク企業であり、第3世代の太陽光発電技術である中国のペロブスカイト太陽電池技術のリーダー企業でもある。
さらに、近期京山軽機（000821）の完全子会社である晟成光伏も、ペロブスカイトタンデムセルの実用化を進め、協鑫光電と提携することを計画している。同時に、极電光能、万度光能、衆能光電、曜能科技などの新規参入企業は、ペロブスカイト技術の実用化を加速するための資本をもたらした。
ペロブスカイトセルの効率が向上し続け、大面積の準備や安定性などの重要な問題が継続的に克服されるにつれて、ペロブスカイトセルモジュールは市場に定着していくだろう。
今後も、高効率で安定した逆ペロブスカイトセルについて更に研究を続け、高効率の界面ヘテロ接合を構築するための新しいソリューションを模索し、デバイスの効率と安定性の向上を図ることにより、ペロブスカイトセルの実用化はより促進されていくだろう。
記者 鈴木 卓哉 編集 尾崎 和明 校閲 石井 美香
