この環境技術関連ニュースのまとめ
・imecとハッセルト大学発のNoakが500万ユーロを調達
・変換効率30～35％を狙うペロブスカイト・シリコンタンデム太陽電池を開発
・3大陸での5年間の屋外試験を基にギガワット級の製造準備を推進
ベルギーimecとハッセルト大学からのスピンオフであるNoakが、次世代太陽電池であるペロブスカイト・シリコンタンデム太陽電池の開発規模拡大と工業化に向けて、500万ユーロの資金調達に成功したと発表した。
資金の提供元は、ベルギーが抱える気候変動への解決策を加速させてカーボンニュートラルへの移行を目指す活動を支援するヘリオス財団、オランダ・リンブルフ州の自治体による気候変動対策投資会社Nuhma、ベルギー・フランドル・エネルギー・ホールディング(VEH)の完全子会社でフランダース地方のスタートアップ企業支援投資家集団V2HFinなどで、imecはペロブスカイト・シリコンタンデム技術を欧州の製造業に近づけるための重要な一歩となると述べている。
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Noakが開発したペロブスカイト・シリコンタンデム太陽電池の試作品 (出所:imec)
地球規模の気候対策目標の達成には、太陽光発電を現在の3TWから2050年までに約50TW、そして21世紀末までに100TWへと拡大する必要があり、可能な限り高い効率と資源生産性でコの規模拡大を実現すること自体が課題となっているが、シリコン系太陽電池は効率の限界に近づいており、新たな技術開発が求められている。
シリコンの限界を突破する
ペロブスカイトとシリコンを組み合わせたタンデムセル構成の太陽電池は、30～35％の変換効率が期待できる次世代技術。Noakの中核は、独自の化学組成と拡張可能な成膜技術によって開発された高性能ペロブスカイト層スタックであり、この技術は、IUMAT(ハッセルト大学とimecの材料研究所)およびEnergyVilleによる長年にわたる研究によって支えられている。なお、EnergyVilleは、ベルギーを代表するエネルギー研究拠点で、ルーヴェン・カトリック大学、VITO、imec、ハッセルト大学の4つのパートナー機関から700名以上の研究者が集結しエネルギー研究を行っている。
長期的な安定性を実環境でテスト
ペロブスカイト・シリコンタンデム技術にとって、実環境下での長期安定性は重要な課題だが、imecとハッセルト大学は、加速試験ではなく、アジア、欧州、北米の3大陸の10ヶ所以上の試験サイトで5年間にわたる屋外運用実績を実施。強い日差し、豪雨、極高温、氷点下といった過酷な環境下での性能を実証してきた。
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ペロブスカイト・シリコンタンデムセル(左)とペロブスカイトモジュール(右)の屋内/屋外試験の様子 (出所:imec)
また、タンデムセル構造を補完するのが、Noak独自のセルの背面に電気接続部と一体化させた「3Dウーブンバックコンタクトフォイル(3D woven back-contact foil)」である。これにより、前面の金属化が不要になり、遮光による損失の低減と、材料の効率的な使用とモジュール寿命末期の容易なリサイクルを実現する。
さらに、このタンデムセルは直列および並列に接続されたより小さなサブセルに分割できるため、設計の柔軟性が向上し、金属使用量の削減も可能で、3D箔とタイル構造により、高価な希少金属の使用量を削減できる。
加えて、分解・剥離を前提とした設計による循環型経済の形成に向け、サプライチェーンと連携するなど、地域産業のレジリエンス向上も目指している。
なお、今回獲得した500万ユーロの投資は、EnergyVilleにおける開発を加速させ、ギガワット級の製造パートナーシップによる規模拡大の準備に活用される予定である。
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