中国、ペロブスカイト太陽電池で世界記録更新、太陽エネルギー覇権を奪還

Trina Solarがパーボスカイト技術で太陽光パネル世界記録を更新

太陽光発電技術が画期的な一歩を踏み出しました。中国のTrina Solarが太陽光パネルモジュールの効率世界記録を更新し、29.2%の変換効率とこれまでにない907Wのピーク出力を達成しました。この成果は韓国のQcellsが設定した前記録を破り、グローバルな再生エネルギー技術競争における重要な一里塚を示しています。

グローバル企業間の競争激化

昨年、韓国のHanwha Corp傘下であるQcellsが、大面積シリコン太陽電池の効率記録28.6%を樹立しました。この記録は、パーボスカイトで作られた上部光吸収層と下部のシリコンを組み合わせることで、より広い太陽スペクトルを捕捉するものです。一般的に高級ブランドの太陽光パネルが21-23%の効率で動作するのに対し、この技術は太陽光発電プロジェクトの規模を大幅に縮小し、コスト削減が期待されています。

しかし、Trina Solarの最新記録により、中国は再び世界の高効率太陽光パネル生産分野のリーダー座を奪還しました。Trinaの記録は効率面だけでなく、産業規模での商業的実現可能性をも証明しており、その意義は計り知れません。

革新的技術：パーボスカイト-シリコンタンデム

Trina Solarの太陽電池は従来品ではありません。彼らの記録はパーボスカイト-シリコンタンデム設計によって達成され、二つの異なる太陽光電池材料を積み重ねることで、より広い太陽光スペクトルを捕捉しています。パーボスカイト層は高エネルギー波長を吸収し、シリコン層はパーボスカイト層がない場合に透過してしまう光を捕捉し、太陽光をより多く電気に変換できるようにします。

同社はまた、二つの層間の新しい接続構造も開発し、エネルギー損失を減らし、セルを流れる電流を改善して効率を記録レベルまで引き上げました。Qcellsの前記録と同様に、Trinaはこのブレークスルーを、実験室サイズの小さなセルではなく、産業標準の210mmウェハー上で達成しました。

実験室から大規模商業化へ

個々のマイクロレベルでの実験室セルはより高い効率を達成していましたが、ここでは商用規模の応用について語られています。従来のシリコンパネルは技術が提供できる限界に近づいています。パーボスカイト-シリック接続セルは、より広い光スペクトルを捕捉し、同じ面積のパネルからより多くの電気を生成することで解決策を提供します。

Trina Solarは、フルサイズセルで29.2%の効率、半分に切断されたセルで32.6%の効率を達成したと報告しており、この技術が商用サイズで生産可能であることを証明しています。結果として生じるモジュールは907Wの電力を生成し、同社の前記録808Wを大幅に上回り、実際に展開されている従来の太陽光パネルの容量はるかに高くなっています。

パーボスカイト材料：太陽エネルギーの未来

パーボスカイトはダイヤモンド構造の結晶特性を持つ材料層です。パーボスカイト太陽電池は、従来のシリコンよりも広い太陽スペクトルを変換できます。実際、パーボスカイトは従来のシリック太陽電池の上に直接塗布することができ、これらの「タンデム接続」セルはシリックが見逃す色の光を吸収し、理論的な最大効率を40%以上に押し上げます。

さらに、高温での生産を必要とし、多くのエネルギーを消費するシリックとは異なり、パーボスカイトはインクとして処理され、室温で印刷でき、生産コストを大幅に削減できます。商用のパーボスカイト太陽電池はすでに利用可能ですが、湿度、温度、紫外線などの屋外要因にさらされると純粋なパーボスカイトセルが急速に劣化するため、現在では標準的な屋根設置には広く普及していません。

商業化競争

しかし、いくつかの先駆的な企業はすでに大規模な生産と配送を開始しています。これには、カリフォルニアのCaeluxが含まれ、その「Active Glass」技術により、太陽電池シリックを再設計したり、複雑なアップグレッドをしたりすることなく、既存の組立ライン上でハイブリッドタンデムモジュールを構築できます。一方、イギリスのOxford PVは、米国とヨーロッパのユーティリティ規模の顧客向けに24.5%の効率を持つモジュールの配送を開始しました。

Trina Solarのこの成果は、パーボスカイト技術をさらに商業領域へと押し進めます。研究者は長年にわたり印象的な効率数値を発表してきましたが、課題は大量生産に適した十分に大きなモジュールでそれらを再現することでした。今や競争は、大規模に生産し、屋外で数十年にわたり信頼性を保たせることです。

このブレークスルーは、単なる効率の進歩ではなく、パーボスカイト-シリコン技術の商業化能力を証明するものであり、グローバルな再生エネルギー分野における新たな章を開いています。