ノーベル賞の有力候補に日本人、ペロブスカイト太陽電池とは

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ペロブスカイトを活用した、日本発の革新的太陽電池

今世紀に入り、地球環境問題はますます顕在化しています。さらにはエネルギーの安全確保の観点から、現在世界中でエネルギー政策の見直しが進んでいます。太陽光発電の大量導入が世界の潮流となる中、制度の後押しもあり、日本国内でも太陽光発電の普及が進んできました。

太陽電池は、太陽光のエネルギーを電気に変換するものです。新たな半導体材料の開発、素子構造の革新などにより、変換効率向上や低コスト化などが進められています。この太陽電池は、現状において、シリコン太陽電池やCIGSなどの無機系が一般的となっています。

これに対して、光吸収に有機材料を用いる太陽電池は有機系太陽電池と呼ばれ、低生産コスト・高柔軟性・軽量であること等を特徴とします。そうした特徴があるため、世界中の研究者が日々研究を行っています。

これら無機系と有機系の材料を組み合わせたものはハイブリッド型と呼ばれ、その中の代表的なものとしてペロブスカイト太陽電池があります。ペロブスカイト太陽電池は、日本では1990年代に発光材料として基礎研究で扱われました。

その後、桐蔭横浜大学の宮坂力氏がペロブスカイト太陽電池において、最初の光電変換の成功例を2009年に発表しています。ペロブスカイト太陽電池は、日本発の革新的太陽電池であり、日本・米国・欧州・中国・韓国等、世界中で研究開発競争が行われています。最近では、9月25日に東芝が、フィルム型のペロブスカイト太陽光発電で世界最高の変換効率10.5％を達成したと発表しています。[関連記事]。

2009年に発表された当時の変換効率は3.8%のため、一般的な太陽電池と比較して低い効率でしたが、2012年には2倍以上の10%を突破したことで世界中で研究開発が進みました。2016年には、米国NRELの認証値において22％を越える変換効率が報告されています（図1）。

ノーベル賞候補、日本からは化学分野において1名

9月20日、米国の科学情報企業であるクラリベイト・アナリティクスは、2017年の「クラリベイト・アナリティクス引用栄誉賞」を発表しました。ノーベル賞クラスと目される研究者が選出されており、日本人では「ペロブスカイト」を太陽電池に応用できることを発見した宮坂力氏が選ばれました。

今回の賞は2016年まで「トムソン・ロイター引用栄誉賞（ノーベル賞予測）」として発表されていたものです。学術論文の引用データ分析から、ノーベル賞クラスと目される研究者を選出し、その卓越した研究業績を讃える目的で発表されています。

2002年より毎年9月の発表が恒例化されており、今回は16回目となります。今回は22名が受賞し、日本からは、化学分野において桐蔭横浜大学の宮坂力特任教授が選ばれました。「効率的なエネルギー変換を達成するためのペロブスカイト材料の発見と応用」において、今回の受賞となりました。

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執筆者情報

一般社団法人エネルギー情報センター

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