太陽光発電の将来性を左右する最新技術
技術というものは、実用化された時点で発展終了というわけではなく、「まだ行ける」「もっと改良出来る」と研究者が思い続ける限り発展を続けていくものです。
再生可能エネルギーの後押しを受けて急速に普及している太陽光発電も、まだまだ伸びしろが残された発展途上の技術なのです。
というよりも、もっと技術が発展しないと実用レベルに達しないといった方が正確でしょう。
今も研究が進められている太陽光発電の最新技術について解説していきます。
どこにでも張り付けられる低コストな有機薄膜型パネル
現行の太陽光発電に使われているパネルは、シリコンや無機化合物を原料としているため製造コストが高く、設置できる場所が広い平地のような場所に限られてしまいます。
もしも製造コストを安くできれば、より多くの発電パネルを導入できるようになりますし、設置できる場所を選ばないようになれば広い土地が確保できないような都会にも太陽光発電所が設置できます。
低コスト化と設置場所の自由度を両立する可能性があるとして今研究が進められているのが「有機薄膜型太陽電池」です。
有機薄膜型太陽電池は、発電パネルに有機化合物による有機薄膜を使っているため製造コストがシリコンや無機化合物よりも遥かに低くできます。
しかも、従来の発電パネルよりも遥かに薄く出来て曲面にも貼り付けられるため、設置する場所を選ばなくなるという優れたメリットがあります。
紙をベースにした太陽電池も登場！？
有機化合物を利用した有機薄膜の太陽電池の利点は、私たちが良く知っている発電パネルの常識からかけ離れる事が出来るということと言ってもいいでしょう。
その利点を生かす形で研究が進められているのが紙を使った太陽電池です。これは大阪大学の研究グループによって開発研究されているもので、紙の原料となるパルプを使って透明な薄い紙を作り、有機薄膜とナノサイズの銀の導電膜を張り付けて作るものです。
紙なので丸めて持ち運ぶ事が出来る上に処分も容易で、製造に印刷技術を応用する為製造時のエネルギー消費をグンと小さくというメリットも併せ持っているのです。
発電効率アップも可能な球体型太陽光パネル
現在の太陽光発電において重要なのは「太陽光を効率よく受けることが出来る角度での設置」です。
太陽光がパネル全体にあたらなければ発電効率は低くなるので、いかに長い時間太陽光が長く当たるように角度や位置を調整できるかが重要になるのです。
しかし、太陽が地平線すれすれを行く朝や夕方になると日差しが当たりにくくなり、どんなに角度や位置を調整しても発電効率は高められなくなります。
そこで開発が進められているのが球体型の太陽電池です。
板状の発電パネルの場合、１８０度までの太陽光を受け止めることが出来ますが、球体状の太陽電池は３６０度全面で太陽光を受け止められ発電効率をさらに高めることが出来ます。
将来には発電効率４０％にも！？今後の研究課題
太陽光発電は、太陽光さえあれば場所を選ばずに使える再生可能エネルギーの代名詞と言えますが、火力・水力・原子力の主力発電技術にとって代わるにはまだまだ力不足であると言わざるを得ません。
そのため、新エネルギー・産業技術総合開発機構では、「２０５０年までに発電効率４０%の太陽電池開発」を目標に掲げています。
太陽電池の発電効率を上げるためには、発電素子の素材が焦点になると考えられています。
現在太陽電池の主流となっているシリコン結晶は、最大発電効率２５%程度と推測されていて頭打ちになっているものとさえ考えられているようです。
低コストでの製造が可能な有機化合物も、効率アップは難しく設置場所の自由度で効率を補う形に落ち着くものとみられています。
今、最も有望と考えられているのは無機化合物を使った発電素子ですが、化合する無機物の組み合わせを選定するのが今後の課題と言えます。