物質・材料研究機構(NIMS)は,「NIMS Award 2025」を発表し,ペロブスカイト型太陽光電池の開発に携わる桐蔭横浜⼤学教授の宮坂⼒氏,英オックスフォード⼤学教授のHenry J.Snaith⽒,韓国成均館⼤学教授のNam-Gyu Park⽒が受賞した(ニュースリリース)。
「NIMS Award」とは,物質・材料に関わる科学技術において優れた業績を残された研究者に授与される国際賞。今回の対象分野は「環境・エネルギー材料」であり,「持続可能社会を切り拓くエネルギー関連材料と技術」とのテーマで選考が⾏なわれた。
「ペロブスカイト太陽電池」という新しい研究分野を開拓したことに加え,固体型正孔輸送層の採⽤により安定性および光電変換効率を⾶躍的に向上させ,実⽤化に近づけた3名による⼀連の研究が,世界的に傑出した業績として選出された。
宮坂⽒は,可視光領域に⼤きな吸収係数を有する鉛ハライドペロブスカイト半導体を世界で初めて太陽電池へ適⽤し,「ペロブスカイト太陽電池」という新しい研究分野を切り拓いた。当初,ヨウ素を含む電解液を正孔輸送層として活⽤した⾊素増感太陽電池と類似の湿式配置が採⽤されていたため,ペロブスカイト薄膜が電解液に溶解してしまうという安定性の⾯での課題があった。
その後,Snaith⽒と宮坂⽒の共同研究,ならびに,同時期に⾏なわれたPark⽒の研究において,正孔輸送層としてSpiro-MeOTADを⽤いた固体型のペロブスカイト太陽電池が誕⽣し,安定性および光電変換効率が⾶躍的に向上した。
現在,世界各国でペロブスカイト太陽電池の⼤⾯積化および⻑期信頼性向上を⽬指した研究開発が進められている。シリコン太陽電池の材料となる結晶シリコンの製造過程では1400℃の⾼温が必要とされるが,ペロブスカイト太陽電池は100℃程度の低温プロセスにより作製可能であるため,プラスチックなどの軽量な基板の上に製造できる。
さらに,ペロブスカイトの組成を変更することによりバンドギャップを制御できることから,ペロブスカイトをトップセル,結晶シリコン,CIGS,GaAsなどをボトムセルとしたタンデム太陽電池を構築し,より効率よく太陽光を利⽤するための取り組みも盛んに⾏なわれている。
⽇本でも多くの企業が精⼒的に研究開発を進めており,2025年⼤阪万博での展⽰発表に加えて,軽量・フレキシブルという特⻑を⽣かして,従来のシリコン太陽電池では困難であった様々な場所への設置と,試験的な販売が始まっている。