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ペロブスカイト太陽電池の劣化問題、理論計算で解明

実用化すれば7円/kWhも夢ではないペロブスカイト太陽電池は、実験室レベルでは既に発電効率が15〜20%を達成していたが、耐久性に問題があった。その劣化メカニズムを物質・材料研究機構(NIMS)の館山佳グループリーダーらによる研究グループが理論計算により突き止めた。

 次世代太陽電池の劣化問題、理論計算で解明
 http://eetimes.jp/ee/articles/1508/25/news083.html

記事要訳

  • ペロブスカイト太陽電池の劣化は、陽イオン分子の拡散が大きな影響を与えていることを、原子レベルからの理論計算により証明した。陽イオンの移動や流出/流入は、ペロブスカイト材料の安定性に大きなダメージを与えることが予測され、劣化が速いことや変換効率測定におけるヒステリシス出現の、原子レベルでの主要な起源となることが明らかとなった。
  • 劣化する理由
  • 陽イオンの移動や流出/流入がペロブスカイト材料の安定性を損なう。
  • 拡散を抑制する方法
  • 陽イオン分子をより大きいサイズに置換する
  • ・媒介する空孔数を減らした結晶性の良い粒の生成
  • 実験
  • ・上記の方法での実験で劣化速度やヒステリシスの軽減に成功

ペロブスカイト太陽電池が劣化するメカニズムを理論計算により解明し、実際に耐久性を改善したものが作れたということだから、この研究成果に基づいて、ペロブスカイト太陽電池の耐久性が改善され、実用化が加速するものと思われる。来年辺りに、耐久性の高いペロブスカイト太陽電池が登場して、再来年には、量産に至っているかもしれない。

量産しやすく低コストなので一気に普及するだろう。パソコンや携帯、衣類や帽子に太陽電池が搭載され、USBケーブルで接続して充電するみたいな未来が想定される。電気がいつでも手に入り、様々な機器にUSBコネクタが装備され、充電可能になっているだろう。例えば懐中電灯にUSBコネクタが装備されるとか、そういう状態になる。帽子に太陽電池が装備され、USBケーブルで携帯に充電、Appleのスマートカバーの背面が太陽電池になって非接触給電で充電可能になっているとか、そういう事もあるかもしれない。もちろん太陽電池が大幅に安くなるので、家の屋根に太陽電池を乗せたほうが電気代が安くなるので、節約のために太陽電池を購入する人が増えるだろう。現金を持っているお金持ちは、率先して買うかもしれない。すると、原発は危ないから止めろという話になるかもしれない。なぜなら、必要ないし安い電気は既にあるからって事で。原発は実は15円/kWhと高いけど、世間的には安いという情報が広まっているから、そう考えると、新型太陽電池で電気が安く手に入るって状態になれば、世間的には、原発の必要性は落ちて、何で電気はこれでいいのに、原発再稼働するわけ?という事になって、停止なんてことになるかもしれない。