キヤノン、曲がる太陽電池の耐久性と量産性向上する新素材

キヤノンは、曲がる太陽電池としても知られるペロブスカイト太陽電池の耐久性と量産安定性を向上させる高機能材料を開発した。2025年の量産開始を目指す。

ペロブスカイト太陽電池は、軽量で曲げられるほか、室内光でも発電できるため、シリコン型と比較して設置の自由度が高いのが特徴。さらに、大掛かりな製造装置を必要としないため、設備投資コストの抑制も期待されている。

しかし、ペロブスカイト層(光電変換層)中の結晶構造は、大気中の水分、熱、酸素などの影響を受けやすいため、耐久性が低く、大面積のペロブスカイト太陽電池は量産安定性が低いという課題がある。これらの課題解決には、光電変換層を被覆する膜が必要性とされていた。

未使用のペロブスカイト太陽電池の断面図イメージ

経年劣化したペロブスカイト太陽電池の断面図イメージ

今回開発されたのは、キヤノンが複合機やレーザープリンターの基幹部品である感光体の開発を通して培ってきた材料技術を応用し、光電変換層を被覆する高機能材料。従来の材料では難しかった、高い光電変換効率を維持しながら光電変換層を厚く被覆できることが特長。従来の被覆層は数十nm程度であるのに対し、本材料は100～200nmで被覆が可能になる。

新開発の高機能材料を積層したペロブスカイト太陽電池の断面図イメージ

左：新開発の高機能材料を積層したペロブスカイト太陽電池の断面図の電子顕微鏡写真　(HTL、電極は未積層)、右：新開発の高機能材料

同社はペロブスカイト太陽電池の発明者である桐蔭横浜大学の宮坂力特任教授らとの共同研究を通じて性能評価を実施し、本材料がペロブスカイト太陽電池の耐久性向上に寄与する可能性を実証。量産安定性の向上も期待できることを確認した。これにより、ペロブスカイト太陽電池の普及に貢献することが期待されるという。

キヤノンはペロブスカイト太陽電池の量産に取り組む企業との協業を目指し、2024年6月にサンプル出荷を開始。2025年の量産開始を目指す。