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 「塗って作れてしかも安い」あるいは「紙のように曲がり、そして軽い」といった性質を持ち、それでいて非常によく発電する夢の太陽電池の実現が近づいてきた。有機材料を積層してできる「有機薄膜太陽電池(OPV)」の変換効率がこの2年半で急上昇し、最新の研究成果では18%半ばに達しているのだ。高性能な多結晶シリコン(Si)型太陽電池に匹敵する値で、ドイツの研究所であるMax Planck Institute for Polymer Research(MPI-P)の研究者は「近い将来の20%達成もあり得る」とみる。ほんの5~6年前まで、OPVの変換効率は10%前後がやっとだった状況からする大きな飛躍だ。

サウジと中国が開発をけん引

 現在、変換効率が最も高いのは、サウジアラビアの大学King Abdullah University of Science and Technology(KAUST)、およびリトアニアの工科大学Kaunas University of Technology(KTU)が2021年4月に共同で論文発表した、変換効率18.4%のOPVだ(図11)。続く同5月には、中国の華南理工大学がそれに肉薄する18.38%のOPVを発表している。約2年前から中国の大学とKAUSTがOPVの開発競争でデッドヒートを繰り広げ、OPVの変換効率が大幅に向上した。この約1年で、変換効率18%台を実現した開発例だけで少なくとも6件ある。一発屋的なチャンピオンデータではなく、この分野の底上げが進んでいるわけだ。

図1 単接合有機薄膜太陽電池の最近の変換効率の推移
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図1 単接合有機薄膜太陽電池の最近の変換効率の推移
中国・中南大学の15.7%を皮切りに、変換効率が急上昇した。KAUSTはサウジアラビアの大学。(図:日経クロステック)