OIST,ペロブスカイト太陽電池の汚染防止材を発見

沖縄科学技術大学院大学(OIST)は,エポキシ樹脂製の保護層がペロブスカイト太陽電池の汚染物質の漏出防止に役立つと報告した(ニュースリリース)。

大気中の二酸化炭素濃度が人類史上最高レベルを記録し,ひょうなど極度の悪天候が発生する頻度が増え続けている現在,世界は化石燃料に依存する従来のエネルギーシステムから,太陽光などの再生可能エネルギーへと移行しようとしている。

ペロブスカイト太陽電池技術は将来有望だが,実用化に向けての課題は,特に極端な気象条件下において鉛などの汚染物質を環境に放出する可能性がある点にある。そのため,環境への漏出を防止しつつペロブスカイト太陽電池に鉛を使用する方法を見つけることが重要になる。

研究グループは,どの材料が鉛の漏出を最も防止するのかを明らかにするために,まずペロブスカイト太陽電池への保護層の追加に関していくつかのカプセル化方法を調べ,異なる材料でカプセル化された太陽電池を,実際に想定される種々の天候をシミュレートするよう設計された一連の条件にさらした。

まず,太陽電池を大きなボールで強打し,その構造を破壊し鉛を漏出させる可能性のある激しいひょうを模倣した。次に太陽電池を酸性水につけ,漏出した鉛を環境に運ぶ雨水をシミュレートした。

さらに質量分析法を用いて酸性雨を分析し,太陽電池から漏出した鉛の量を測定した。その結果,エポキシ樹脂カプセル層が鉛の漏出量を最小限に抑え,その量は試験を実施した他の材料よりも大幅に少ないことがわかった。

エポキシ樹脂は,ペロブスカイト太陽電池が機能しなければならない日光,雨水,温度を変化させた多くの気象条件下で高い性能を発揮し,大雨を含む全ての想定環境において,エポキシ樹脂は比較した他のカプセル材料よりも優れた性能を示した。

例えば,激しいひょうで構造が損傷した後でも,ポリマーは日光で熱せられると部分的にその形状を変えて修復する。これにより太陽電池内部から漏出する鉛の量が制限されるという。研究グループはこの自己修復機能により,エポキシ樹脂は今後の太陽光発電製品に最適なカプセル層となる可能性があるとしている。

キーワード:

関連記事

  • タンデム型ペロブスカイト太陽電池の国内市場、累積導入量を12.5GWと予測

    矢野経済研究所は、タンデム型ペロブスカイト太陽電池(タンデム型PSC)の国内市場を調査し、参入企業の動向、将来展望を明らかにした(ニュースリリース)。 2025年2月に閣議決定された第7次エネルギー基本計画(経済産業省)…

    2026.05.08
  • JAXA、4μm超薄型ペロブスカイト太陽電池で「性能99%維持」を初実証

    宇宙航空研究開発機構(JAXA)宇宙科学研究所(ISAS)の甚野裕明助教らの研究グループは、全厚4μmという超薄型構造のペロブスカイト太陽電池が、極めて高いガンマ線耐性を有することを世界で初めて実証した(ニュースリリース…

    2026.05.01
  • 科学大など、発光する有機太陽電池を開発、発電ディスプレイ実現へ

    東京科学大学、北海道大学、大阪大学などの研究チームは、発光機能と発電機能を併せ持つ有機太陽電池を開発した(ニュースリリース)。 太陽電池と有機ELはともにダイオード素子であるが、1つの素子内で発電と発光を高効率で両立する…

    2026.04.28
  • 産総研、有機材料でペロブスカイト太陽電池の耐久性向上を実証

    産業技術総合研究所(産総研)の研究グループは、一般販売されている有機材料を用い、ペロブスカイト太陽電池の耐熱性と屋外耐久性向上を実証した(ニュースリリース)。 ペロブスカイト太陽電池の実用化においては、耐熱性の向上が課題…

    2026.03.17
  • 九州大、職場行動を長期記録できる名札を開発 室内光と動きで充電不要

    九州大学の研究グループは、特性の異なる2種類の太陽電池と、動きを電気に変える素子を組み合わせた装置を設計・開発した(ニュースリリース)。 ウェアラブル端末は、健康管理や行動分析など幅広い分野で活用されている。しかし、多く…

    2026.03.13

新着ニュース

人気記事

編集部おすすめ

  • オプトキャリア