ペロブスカイト太陽電池で世界最高クラスの発電効率達成、オックスフォード大と京大の研究が融合

複数の層を重ねて、シリコン太陽電池の発電効率を上回ったペロブスカイト太陽電池の結晶構造（京都大提供）

　次世代太陽電池として注目されている「ペロブスカイト太陽電池」について、世界最高クラスの発電効率を達成したと、京都大や英オックスフォード大などの国際研究チームが発表した。実験レベルで従来のシリコン太陽電池の能力を上回り、さらなる向上も期待できるという。論文が２４日、科学誌ネイチャーに掲載される。

　従来の太陽電池は硬くて割れやすいシリコンの結晶を使っている。これを特殊な結晶構造を持つ「ペロブスカイト」と呼ばれる素材に切り替えたのがペロブスカイト太陽電池だ。

　軽くてしなやかに曲げられることから、設置場所を選ばないのが最大の利点だ。重い物を設置できないビルの壁面や倉庫の屋根に取り付けたり、電気自動車（ＥＶ）の車体にシールのように貼って充電しながら走らせたりする用途が考えられ、量産化に向けた取り組みが進んでいる。

　京大化学研究所の若宮淳志教授（材料化学）らは、幅広い波長の光を効率良く利用するため、性質の異なるペロブスカイト結晶の層を複数重ねる「タンデム型」という手法を採用した。化学的な解析をもとに、高品質な結晶を印刷技術で作れるよう、成分の改良を進めた。

　実験レベルで計測された発電効率は、２層重ねた時で最大２９・７％に到達し、シリコンやペロブスカイトの１層構造の性能（２４～２７％）を上回った。理論上は３５％まで改良できるという。若宮教授は「オックスフォード大のタンデム型の研究と、京大の化学研究の融合で果たせた国際的な成果だ」と話す。

産業技術総合研究所の村上拓郎・有機系太陽電池研究チーム長の話「今回の発電効率は驚くべき値だ。将来的な手法としてタンデム型の検討も進めるべきで、その一歩となる研究成果だ」