世界初！ フィルム型ペロブスカイト太陽電池を鉄道駅に導入

高電力変換効率かつ低コストで生産可能

現在主流のシリコン材料を使った太陽電池に代わる次世代太陽電池として注目されるのが、ペロブスカイトと呼ばれる結晶構造を用いる「ペロブスカイト太陽電池」だ。

従来型の太陽電池に匹敵する高い電力変換効率を備えながら、材料に希少金属であるレアメタルは不要。また、スピンコートと呼ばれる塗布技術で容易に連続生産できることから、低コスト化も期待される。

ペロブスカイト太陽電池のイメージ

画像提供：積水化学工業株式会社

加えて、薄さは1mm程度となり軽量かつ折り曲げられる柔軟性を有しているため、ビルの壁面や耐荷重の小さい屋根、車体などの曲面といったこれまでの太陽電池では難しかったさまざまな場所に設置できるようになる。

生産面や設置場所などのメリットが多い一方で、約1～5年程度と短い寿命（耐久性の低さ）がネックとなり、実用化まではもう少し時間がかかると目されていた。

そうした中、今年8月3日に積水化学工業株式会社は、西日本旅客鉄道株式会社（以下、JR西日本）が2025年の全面開業を目指す新駅「うめきた（大阪）駅」（駅の開業は2023年春、うめきた地下駅の開業は同年、地上駅ビル開業は2025年を予定）に、フィルム型ペロブスカイト太陽電池を提供・設置すると発表した。

JR西日本によれば、フィルム型ペロブスカイト太陽電池の一般共用施設への採用計画は世界初の試みになるという。

駅全体の大幅なCO₂削減への期待大

JR西日本が2018年に発表した「JR 西日本技術ビジョン」の具現化に挑戦する駅と位置付ける「うめきた（大阪）駅」。

環境に優しいエコステーションの実現を目指して2023年春の「うめきた（大阪）駅」の開業時より、地球温暖化防止（CO₂排出削減）と環境型社会の構築、自然との共生に向けたさまざまな取り組みを実施していく予定だ。

発表された次世代太陽電池である、ペロブスカイト太陽電池による創エネルギーもその一環となる。

「うめきた（大阪）駅」のイメージパース。ペロブスカイト太陽電池による創エネルギーのほか、省エネ型の駅設備や再生可能エネルギーの活用によって駅全体で年間約7000トンのCO₂排出削減を目指す。これは一般家庭約2400世帯分の年間CO₂排出量に相当する

画像提供：西日本旅客鉄道株式会社

ペロブスカイト太陽電池のネックとなる低寿命だが、積水化学工業ではこれまで独自技術を活用して屋外耐久性を10年相当に向上。

さらに、30cm幅のロール・ツー・ロール（印刷物のようにロール状のシートを巻き取りながら発電に必要な層を印刷していく手法）製造プロセスを構築し、現在の太陽光発電で採用される太陽光電池と同等レベル（平均15～20%）となる発電効率のフィルム型ペロブスカイト太陽電池の製造に成功していた。

ロール・ツー・ロール方式で連続的に生産されるペロブスカイト太陽電池

画像提供：積水化学工業株式会社

ペロブスカイト太陽電池の耐久性を調べる実験の様子

画像提供：積水化学工業株式会社

現在は、実用化に向けて1m幅での製造プロセスの確立や耐久性、発電効率のさらなる向上に取り組んでおり、「うめきた（大阪）駅」への設置では同時に日照や発電量を計測する実証実験を行うとのこと。

カーボンニュートラル実現の鍵を握る次世代電池の早期実用化。

世界初となる一般共用施設へのフィルム型ペロブスカイト太陽電池の設置が開発加速の追い風となるか。引き続き注目したい。