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2023/12/22 19:00:00 プライベート♪
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ペロブスカイト太陽電池
最近のキーワードとして入って来るものにペロブスカイトがある。ソーラー-パネルと違って薄型で厚さは1mmより薄く、曲げても割れず、プラスチックに挟んで用いるとされる。

太陽光発電は元より建物の北側や道路面の跳ね返りの光、夜間の蛍光灯によっても発電できると言われる。薄いので曲面でも発電が可能になり、豪州で過去ソーラーカー試験レースが行われていたが車のボディがこれに変わり、走りながら太陽光と車の下部での光の照り返しから発電を行うことも可能となるらしい。ソーラー帽子でラジオも聴けエネルギーの自給自足も夢ではないかもとなると喜んで良いらしい。近い将来は高層ビルでも室内LED灯と共に省エネが期待できそう。

ペロブスカイト太陽電池の重量は?
フレームなどを除く太陽電池フィルムの重量は1平方メートル当たり約250グラムと軽量。 また、1000回の繰り返しの曲げ試験後にも、効率を83%維持できることを確認した。 現在、変換効率20%を超えるペロブスカイト太陽電池はガラス基板を使用。 フィルム型では15―16%程度が最高だった。

ペロブスカイト太陽電池の寿命は?
ペロブスカイト太陽電池の耐久性は1―5年程度と短いことが課題だった。 研究では光照射により性能が回復する光改善が起こる材料の比率を突き止め、電荷量に関連した特性値のキャパシタンスが光照射中に増大する様子を観測できた。 また、加速劣化試験により優れた耐久性を実証。

主な材料はヨウ素と鉛の化合物です。 当初はシリコン系太陽電池の5分の1程度の発電効率だったのが、今ではシリコン系とほぼ同等の発電効率を実現できているという。

要素は国内調達でき世界の4割の埋蔵量があると言われている模様。
製造方法としてはプラスチックシートに塗布する方法が取られ電圧をかけると光を発し、高度な印刷技術が求められるらしい。変換効率は3%から10%へ、さらに26%(シリコンと同等)が期待できるとされる。開発には50〜80億円必要とされる。歩留まり品質が課題となるらしい。

ソーラーパネルというと過去旭化成が透明な日本瓦屋根で実験していた時期があった。その後個人的なアイデアとしてはビルのカーテンウォールや住宅のサイジング、タイルあたりに建材ユニットとして組み込むことも考えたことがある。今回これが実用化すれば高層ヒビルの内側から簡単に設置できることになる。

ペロブスカイト薄膜が劣化する原因は何ですか?
研究で分かったことは、ペロブスカイト薄膜で最も一般的に見られる(100)ファセットが、特に劣化する傾向があること。 それが、湿気に晒されると、素早く不安定、不活性相になるからである。

発電方法として弱い光でも発電可能となれば海岸線付近の海水力発電で特許申請も必要になるが、海水をポンプアップして多段階発電も可能になるかも知れない。

ただ現段階は研究中なのと、有害物質の処分や強度や耐用年数はどこまで伸ばせるのかは課題でもあり、引き続き利用するにはどういう引継ぎ方法が取られるのかは注目されるところ。

参考図書 大発見の舞台裏で! ―ペロブスカイト太陽電池誕生秘話 宮坂 力【著】240p

目次
第1章 ペロブスカイト太陽電池の大逆転開発物語―桐蔭横浜大学でドラマは始まった(ダメもと感覚で研究していたフィルム型太陽電池;ペロブスカイトって何だ? ほか)
第2章 知識ゼロでもわかるペロブスカイト太陽電池―光発電の仕組みと進化(知ってるようで知らない太陽電池;物理と化学の2つの顔を持つ太陽電池 ほか)
第3章 不本意から切り開かれた研究者人生―光発電研究者までの道すじ(高校までのデコボコ道;大学で建築の道をあきらめ、研究者へ ほか)
第4章 未来を変える研究は意外なところに―化学への誘い(研究を社会につなげる;成果を出しつづける ほか)

https://00m.in/Dcbtm 宮坂力 総合検索
宮坂力教授 桐蔭横浜大学
https://00m.in/MY9WH

過去には中国産のソーラパネル発電事例の件もあり今回のヘロブスカイトも中国など飢餓状態のように取り組むことが危惧されるが、時は金なりで要警戒。

思い通りの資金力を生かした生産体制や技術盗難移転など危惧されその為にも早い段階でノーベル賞の受賞が望まれる。お人好しジャパンでは海外へ売り込むビジネス観念が乏しく人口規模の大きい後発国にビジネスで先を越される可能性が大。国内生産を想定した場合水質汚染や健康被害はないか調査しておく必要がある。

10年までOK2025年量産化 100KW予定 研究者?3万人の半分は中国人。

ペロブスカイト太陽電池はなぜ普及しないのか?
ペロブスカイト半導体では、分子に影響されやすく、熱で形が変わってしまう性質を持っています。 分子や熱による影響を受けてしまうと、太陽光を吸収できる効率が悪くなってしまい、実用化は困難です。 太陽光パネルは、夏場で70〜80℃程度の表面温度になることもあります。

夢のエネルギー自給が実現?ペロブスカイト太陽電池への期待 後編
https://00m.in/2QMSB



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