ペロブスカイト太陽電池

ペロブスカイト太陽電池とは、色素増感太陽電池の色素を、結晶構造を持つ鉱物（ペロブスカイト）に置き換えたものです。近年では最大変換効率約26％と、シリコン系太陽電池に近い性能になってきました。

ペロブスカイト太陽電池の構造は、導電性透明電極（ITOなど）の上に電子輸送材料（酸化チタン、酸化スズなど）、ペロブスカイトをメソポラースメソポーラス材料と混ぜて固体の膜にしたもの、固体の正孔輸送剤（低分子有機物など）を塗布してなどの方法で重ねたもので、この順序は逆にしても成り立ちます。また、メソポーラス材料を使わないものもあります。薄くて軽いフィルム状で、柔軟性を持たせることも可能ですから、設置場所を選ばず、例えば、建物の外壁や窓、EVの外装部分や農業ハウスなどに設置できます。また、シリコン系や化合物系の太陽電池では発電が難しい曇りや雨の日などの弱い光や蛍光灯の光でも発電できるという特性があります。

ペロブスカイトとは、もとは灰チタン石という天然鉱物の名称ですが、太陽電池に用いられるものは人工的な合成物です。メチルアンモニウムなどの有機物とハロゲンや鉛、スズなどの金属の無機物を合成して作られ、これらの成分は安価で、輸入に頼らず国内で調達できます。ペロブスカイトは主に可視光を吸収し、赤外線はあまり吸収しません。しかし組成を変えて吸収する光の波長を変えることができます。またペロブスカイトは強い陰性のハロゲンの負イオンを含んでいるため、極性のある溶媒に溶かして電極に塗って乾燥させれば、印刷技術を応用して簡単に製造できます。

ペロブスカイト太陽電池の実用化に当たっては、耐久性と耐熱性を高めることが課題です。またペロブスカイトの成分には鉛が含まれているため、使用済みの太陽電池を回収する仕組みを作ることも必要です。