発電するプラスチックが、太陽光発電の未来を変える！

半導体プラスチックを使う新しい太陽電池の開発

次世代を担う再生可能なクリーンエネルギーとして太陽光発電の開発が進み、住宅の屋根や平地などに太陽光発電パネルの設置を目にする機会も増えています。太陽の光エネルギーを電力に変換するためには太陽電池が必要です。国内で普及している太陽電池の大半は無機物の半導体シリコンを使用したものですが、現在1％以下とシェアは低いものの、半導体プラスチック（高分子の半導体）を用いた新しい太陽電池の研究開発も、活発に行われるようになっています。

「有機薄膜太陽電池」の利点とは？

新しい太陽電池として期待されているのは、電気を通す導電性の高分子素材や有機半導体などをフィルム状のプラスチックに塗って作る「有機薄膜太陽電池」です。軽くてケーキの側面に張ってあるラップのように薄くて自由に折り曲げられるのが特長で、印刷によって素材を塗れば、安価に作ることも可能です。また、丸みのある屋根の形に合わせたり、窓ガラスに貼ったりと場所を選ばず設置できます。材料がわずかな量でも作れること、ロール状に大量生産できることも大きな利点です。

変換効率の向上と市場拡大が今後の課題

太陽電池に入射した光エネルギーのうち電気エネルギーに変換した割合を数値で表した「エネルギー変換効率」を比べると、有機薄膜太陽電池はシリコン製の半分以下で、その効率の悪さがデメリットになっています。近年の研究によりエネルギー変換効率は向上していますが、さらなる改良が必要です。寿命が短いことも懸念材料ですが、それは太陽電池の製造コストを抑えて電池交換を安く行うことで補えます。
太陽光発電は太陽の光という無尽蔵のエネルギーを活用でき、二酸化炭素を排出しないので、環境に貢献できるエネルギーとして開発が進められてきました。しかし太陽電池の現在の主流であるシリコン製は、その製造段階で大量の二酸化炭素を排出することなどから、これに変わるものとして有機薄膜太陽電池の開発と市場拡大に期待が高まっているのです。

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山形大学工学部高分子・有機材料工学科教授東原知哉先生

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高分子工学

メッセージ

社会に貢献できるものを作ろうとしたとき、いろいろな分野の人と意見を交わしながら多角的な視点で物事を見る場面がたくさん出てきます。そんなとき役立つのは広い教養です。海外の研究者と、その国の歴史の話題で盛り上がることもあって、「勉強しておいてよかった」と、私自身、実感しています。
高校は学ぶべき教科も多くて大変です。しかし受験に必要か否かや得意不得意にかかわらず、学んだ幅広い知識は引き出しの多さにつながり、その先の学びや人生に必ず生かせます。まんべんなく、しっかり学んでくれることを期待しています。

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