ペロブスカイト太陽電池は効率の限界を押し広げます。彼らの可能性を引き出すことは困難を伴うでしょう。

新興の太陽光発電技術は、米国と欧州の再生可能エネルギーへの移行に向けてエネルギーコストを削減する可能性を秘めていますが、広く普及するには依然として障害が残っています。

太陽電池メーカーのオックスフォードPVは先週、同社の工場が太陽光の28.6％を電気に変換する商用サイズの太陽電池の記録を樹立したと発表した（従来型の太陽電池は最大24％）。同じ日、中国の太陽光発電大手LONGiは、研究用サイズのセルで31.8％の変換率を達成したと発表した。太陽の光子の何個がワットに変換されるかによって測定される効率が高いほど、太陽エネルギーの生成コストが下がります。

オックスフォード大学からスピンオフしたオックスフォードPVは、ファースト・ソーラーが買収したエボラー社やソール・テクノロジーズ社など、今日のパネルに使われているシリコンの効率を高めることができるペロブスカイトと呼ばれる結晶鉱物のおかげで効率の進歩を売り込んでいる数社の西側太陽光発電企業の一つである。オックスフォードPVの技術は商業規模には達していないが、パネルに組み立てる前にシリコン太陽電池上にペロブスカイトの薄層を塗布する。理論的には、これらのいわゆるタンデムセルは、シリコンの限界である 29% に対して 43% の効率に達する可能性があります。

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オックスフォード太陽光発電の最高技術責任者クリス・ケース氏は「シリコンは壁に達している」と語った。「このペロブスカイト材料は、シリコンが20～30年かかっていたことを10年で成し遂げました。」

オックスフォードPVは、ドイツのブランデンブルクにある工場で平均効率27%のセルを製造しており、効率は年間約1パーセントポイント向上すると予想していると述べた。この工場は小規模で年間生産能力が100メガワットだが、拡張することが可能で、オックスフォードPVは2024年に生産量を増やすという野心を抱いている。来年販売を開始できるよう、パネルメーカーと協力して業界認証を取得している。

太陽光アナリストらによると、米国と欧州の政府援助による太陽光発電への投資拡大のおかげで、ペロブスカイト太陽電池パネルはこの10年で商業化に達する可能性があるという。より効率的なパネルは、電力供給に必要な屋根スペースや土地が少なくて済むため、世界の再生可能エネルギーへの移行が容易になります。国際エネルギー機関によると、2050年までに温室効果ガス排出量実質ゼロを達成するには、2030年までに地球全体で5,000ギガワット以上の太陽光発電容量が必要となり、これは2021年の約885ギガワットから増加するという。

米国と欧州が世界のパネルの大半を供給する中国への依存を減らすために製造能力の強化に取り組む中、太陽光発電技術の進歩がもたらされている。国際エネルギー機関によると、中国は世界の太陽光パネル製造の80％以上を独占している。中国は主に初期の政府投資、輸出志向の戦略、そして安い人件費によってその地位を築き上げた。

ペロブスカイト太陽電池パネルは、西側諸国が再生可能エネルギーを拡大するために構築している製造業にうまく適合する可能性がある、と太陽光発電アナリストらは述べているが、過去には新しい種類の太陽光発電技術が登場しては消えていったと警告している。ペロブスカイトパネルは製造の初期費用が高いにもかかわらず、より低いエネルギー価格を提供し、必要なスペースがより少ないため、顧客にアピールできます。

ニューサウス大学工学部のマーティン・グリーン教授は、「米国や欧州が純粋にコストだけで中国に本拠を置く企業と競争するのは難しいだろう。そのため、より高いコストで最高のパフォーマンスを提供する製品がうまく適合するかもしれない」と述べた。ウェールズ。

それでも同氏は、中国も同様の技術に取り組んでおり、ペロブスカイトの耐久性への懸念が普及を妨げていると述べた。ペロブスカイトのメーカーは、パネルの寿命が業界標準の25年から30年であることを証明する必要がある。テストの結果、細胞は数カ月以内に急速に劣化することが示されたとグリーン氏は語った。

これに対し、オックスフォードPV社のケース氏は、同社は25年の寿命を満たすかそれを超えるようにセルを設計しており、それは屋外環境でフルサイズのモジュールを3年以上研究し、長期安定性を予測するテストによって証明されていると述べた。認証を待つ間、業界標準が合意されていないため、同社は業界会議でデータを共有し、フラウンホーファー太陽エネルギーシステム研究所ISEと協力してタンデム技術のテストを開発していると同氏は述べた。

「劣化に関する議論は古いもので、ペロブスカイト太陽電池技術の初期にまで遡ります」とケース氏は言う。

ペロブスカイト技術は素晴らしいが、実用規模の太陽光発電所での使用に道を開くには、その耐久性と信頼性についてさらなる研究が必要であると、再生可能エネルギー大手イベルドローラの技術およびベンチャー部門のグローバル責任者であるディエゴ・ディアス氏は述べた。同氏は、ペロブスカイトがなくても、主流のシリコンが年間約0.5パーセントポイントの効率向上を実現していることが主な理由で、太陽光発電業界は現在から2030年までに発電コストをすでに30％削減すると予想されていると述べた。

「太陽光発電はすでに競争力があり、たとえ発表された技術が商用化に至らなかったとしても、いずれにせよ競争力はさらに高まるだろう」とディアス氏は語った。

Dieter Holger ([email protected]) にメールしてください。

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ウォール・ストリート・ジャーナルの報道部門は、このコンテンツの作成には関与していません。

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ペロブスカイト太陽電池は効率の限界を押し広げます。彼らの可能性を引き出すことは困難を伴うでしょう。