次世代太陽電池と目される「ペロブスカイト太陽電池」
薄くて軽いフィルム状で、簡単に曲げられることから、大きく重い
「シリコン太陽電池」ではこれまで設置できなかった場所にも設置できる。
再エネ拡大の切り札として期待されている「日本産」の技術だ。
国内はもちろん、中国など世界でも熾烈な開発競争が繰り広げられている。
大手化学メーカーの積水化学工業（以下、積水化学）も、
研究開発を進めてきた世界のトップランナーの1社だ。
積水化学では、太陽光の変換効率が15%の30cm幅フィルム型ペロブスカイト太陽電池の
製造プロセスを構築し、すでに企業や自治体を巻き込んだ実証実験を進めている。
コスモ石油とは、サービスステーションの屋根やタンク壁面への設置に挑戦。
東京都とは東京国際クルーズターミナルで耐風圧や塩害に対する
耐久性などの確認を進めている。
耐久性などの確認を進めている。
2025年には大阪万博での設置も目指す。
積水化学でPV（太陽電池）プロジェクトのヘッドを務める森田健晴氏は
「いま確実に言えるのは、2025年までに小型（30cm幅）のペロブスカイト太陽電池を
活用して事業化するということ。
NEDO（新エネルギー・産業技術総合開発機構）のプロジェクトでは、2025年までに
メートル幅の製造プロセスの技術開発は完了させようとしています」と進捗を語る。
積水化学はいわゆる「太陽電池メーカー」ではない、いわば“新参者”。
それでも最前線で世界と競えるのは、ひとえにこれまで培ってきた
化学メーカーとしての総合力のたまものだ。
変換効率だけでなく「耐久性」で勝負
積水化学がペロブスカイト太陽電池の開発に取り組み始めたのは2011年頃。
2009～2011年にかけてNEDOに出向していた森田さんが積水化学に
戻ってきたタイミングだった。
戻ってきたタイミングだった。
「出向から戻ってきて何をやろうか考える中で、もう一人のメンバーから
太陽電池をやりたいという声が上がりました。
NEDOで環境やエネルギー関連のプロジェクトに参加していたこともあり、
大学・研究機関の日本を代表する専門家との人脈がありました。
それもあってこれまでのものとは異なる太陽電池をつくる
プロジェクトを始めることができました」（森田さん）
たった2人しかメンバーがいなかったプロジェクト開始当時について、
森田さんは笑いながらこう語る。
住宅メーカーでもある積水化学では、もともと住宅へのシリコン太陽電池
（他社製）の設置を先行して進めていた。
フィルム型太陽電池を実現できれば、巨大な太陽電池産業の中でシリコン太陽電池が
設置できない「ニッチ」な市場でさらに勝負できる可能性があった。
技術的な相性の良さもあった。
太陽電池のコストパフォーマンスは、光からエネルギーへの「変換効率」と
「耐久性」によって大きく左右される。
研究開発の現場ではどうしても変換効率を高める取り組みが注目されやすいものの、
「耐久性なら、積水化学の技術で勝負できると思ったんです」（森田さん）と、
化学メーカーとして培ってきた技術を生かせる領域だった。
人工AIに聞きました。(ジェミニ)
事業化秒読み「曲がる太陽電池」。中国先行でも勝てる、
積水化学の総合力【ペロブスカイト太陽電池】中国に勝てますか。
曲がる太陽電池：
積水化学と中国の競争、勝敗の行方は？
「曲がる太陽電池」、特にペロブスカイト太陽電池は、その高い変換効率と柔軟性から、
次世代の太陽電池として世界中で注目を集めています。
この分野では、日本を代表する積水化学工業と、製造規模の大きな
中国企業との間で熾烈な開発競争が繰り広げられています。
積水化学の強みと課題
積水化学は、ペロブスカイト太陽電池の研究開発において、
世界トップクラスの実績を誇ります。
同社の強みは、以下の点が挙げられます。
高い技術力:
長年の化学品製造で培われた技術力と、
材料開発におけるノウハウを活かしています。
複合的な技術:
太陽電池だけでなく、建材や化学品など、幅広い分野で事業を
展開しているため、複合的な技術を駆使した製品開発が可能です。
日本市場での実績:
日本国内において、太陽電池の実証実験を積極的に行い、
実用化に向けた取り組みを進めています。
一方で、課題としては、以下の点が挙げられます。
量産化の遅れ:
中国企業に比べて、量産化のスピードが遅れているという指摘があります。
コスト競争力:
大規模な生産体制を持つ中国企業に対して、コスト競争力で劣る可能性があります。
中国企業の強みと課題
中国企業は、以下のような強みを持っています。
大規模な投資:
国を挙げて太陽光発電の開発を支援しており、大規模な投資を行っています。
製造能力:
大規模な生産設備を保有し、短期間で大量生産が可能です。
政府の支援:
政府による政策的な支援を受け、優位な立場を確立しています。
一方で、課題としては、以下の点が挙げられます。
技術の深さ:
日本企業に比べて、基礎的な材料科学やデバイス物理の
研究が不足しているという指摘があります。
品質管理:
大量生産による品質管理の難しさや、知的財産権に
関する問題などが懸念されています。
勝敗の行方
積水化学が中国企業に勝つためには、以下の点が重要となります。
量産化の加速:
コスト競争力を高めるために、迅速な量産化体制を構築する必要があります。
技術の差別化:
中国企業との差別化を図るため、独自の技術開発を進める必要があります。
サプライチェーンの構築:
安定的な材料供給体制を構築し、サプライチェーン全体を最適化する必要があります。
政府の支援:
日本政府による政策的な支援が不可欠です。
まとめ
ペロブスカイト太陽電池の開発競争は、日本と中国の間で非常に激しい状況です。
積水化学は、高い技術力と複合的な技術を武器に、中国企業との競争に挑んでいます。
しかし、量産化の遅れやコスト競争力といった課題を克服し、政府の支援も
得ながら、今後の開発を進めていく必要があります。
勝敗の行方は、両者の今後の取り組み次第と言えるでしょう。
質問：
では日本の取り組み方を具体的に挙げて下さい。
日本の曲がる太陽電池開発における取り組み
日本の、特に積水化学工業を中心とした曲がる太陽電池、
特にペロブスカイト太陽電池開発における取り組みは、
その高い技術力と複合的な技術を背景に、世界を牽引する存在となっています。
特にペロブスカイト太陽電池開発における取り組みは、
その高い技術力と複合的な技術を背景に、世界を牽引する存在となっています。
日本の取り組みの具体例
基礎研究の深耕:
材料科学:
ペロブスカイト材料の結晶構造や特性を深く研究し、高効率化、
安定化を実現するための新たな材料開発を進めています。
デバイス物理:
太陽電池内部での電荷の動きを詳細に解析し、変換効率を
向上させるためのデバイス構造の最適化を行っています。
複合技術の融合:
建材との融合:
太陽電池を建材に組み込むことで、建物の省エネ化に貢献する新たな製品を開発しています。
化学品との融合:
高効率な電荷輸送材料や、耐久性を向上させるための添加剤などの開発を行っています。
実証実験の推進:
屋上設置:
実験用の太陽電池モジュールを屋上に設置し、実際の環境下での
発電性能や耐久性を評価しています。
発電性能や耐久性を評価しています。
実建物への導入:
実験段階をクリアした製品を、実際の建物に導入し、実用化に向けた検証を行っています。
サプライチェーンの構築:
国内メーカーとの連携: 国内メーカーと連携し、高品質な材料や
部品を安定的に供給できる体制を構築しています。
海外との連携:
海外の研究機関や企業との共同研究を行い、最先端の技術を取り入れています。
人材育成:
大学との連携:
大学と連携し、太陽電池に関する研究開発を進める人材を育成しています。
社内教育:
社内において、太陽電池に関する専門知識や技術を習得するための
教育プログラムを実施しています。
教育プログラムを実施しています。
日本の強みと課題
日本の強みは、以下の点が挙げられます。
高い技術力:
基礎研究から応用研究まで、幅広い分野で高い技術力を有しています。
複合的な技術:
太陽電池だけでなく、様々な分野で培われた技術を融合させることができます。
品質重視:
高品質な製品を開発することに力を入れています。
一方で、課題としては、以下の点が挙げられます。
量産化の遅れ:
中国企業に比べて、量産化のスピードが遅れているという指摘があります。
コスト競争力:
大規模な生産体制を持つ中国企業に対して、コスト競争力で劣る可能性があります。
日本の今後の展望
日本の太陽電池産業は、政府の支援も得ながら、さらなる発展が期待されています。
革新的な材料開発:
ペロブスカイト材料以外の新たな材料の開発も進められています。
大面積化:
太陽電池モジュールの面積を拡大し、発電量を向上させる取り組みが進められています。
フレキシブル化:
曲がるだけでなく、折り曲げることができるようなフレキシブルな
太陽電池の開発も進められています。
日本の太陽電池技術は、世界のエネルギー問題解決に貢献する重要な技術として、
今後も発展していくことが期待されます。
政府の支援策
日本の政府は、太陽電池産業の振興を目的とした様々な支援策を実施しています。
研究開発費の補助:
新しい技術開発のための資金を補助しています。
実証実験の支援:
実証実験を行うための場所や設備を提供しています。
税制優遇:
太陽電池を設置する企業や個人に対して、税制上の優遇措置を講じています。
これらの支援策を通じて、日本の太陽電池産業は、国際競争力を強化し、
世界をリードする存在を目指しています。
人工AIに聞きました。(チャットGPT)
日本の強み
高品質な製造技術:
日本企業は、精密技術や信頼性の高い製造プロセスで強みを持っています。
これにより、耐久性や性能の安定性で差別化を図れる可能性があります。
多面的な事業展開:
積水化学は、住宅建材やエネルギー効率製品など、太陽電池を活用する
市場に深く関与しており、事業間のシナジーを活用できます。
国際特許戦略:
日本企業は知的財産権の保護に注力する傾向があります。
特許の確保や国際標準化活動を通じて、中国企業との差別化を図れる可能性があります。
中国の強み
大規模な生産能力:
中国はペロブスカイトだけでなく、太陽電池全般で世界最大の製造能力を持ち、
大量生産によるコスト競争力に優れています。
迅速な市場投入:
中国企業は技術開発から量産化までのスピードが速く、
早期に市場シェアを獲得する可能性があります。
政府の支援:
中国政府は再生可能エネルギー分野への補助金や政策支援を強化しており、
これが競争力の大きな後押しとなっています。
結論
積水化学が中国企業に勝つには、単なる価格競争ではなく、
品質・用途・環境性能の面での差別化が鍵となります。
また、国際市場でのプレゼンス拡大と早期の事業化が成功のポイントとなるでしょう。
人工AIに聞きました。(チャットGPT)
日本の希望だと考えています、希望通り世界を制覇する為に、
企業及び政府はどの様な取り組みを行う必要がありますか。
1. 研究開発の強化と支援
企業の取り組み
高耐久性と効率向上:
ペロブスカイト太陽電池の課題である耐久性や効率向上に向けた継続的な研究開発を加速する。
特に、酸素や水分による劣化への対策や鉛フリー化の技術開発を推進する。
大学や研究機関との連携: 国内外の研究機関と協力し、革新技術の開発スピードを上げる。
政府の取り組み
研究資金の提供:
重点技術分野として、ペロブスカイトに特化した研究資金を拡充する。
国家プロジェクト化:
欧州の「グリーンディール」や中国の産業政策のように、ペロブスカイトを
基幹技術と位置づけた国レベルのプロジェクトを立ち上げる。
2. 市場創出と規模の拡大
企業の取り組み
特殊用途への展開: 曲面や軽量性を活かした製品を、モバイルデバイス、
EV、自立型発電システムなどの新興市場に投入する。
グローバル市場開拓: 欧州やアジアの再生可能エネルギー市場に注力し、
現地企業や政府と協力してインフラ展開を進める。
政府の取り組み
国内需要の創出: ペロブスカイト太陽電池の導入を公共施設や都市開発プロジェクトで優先採用し、国内市場を育成する。
補助金と優遇策: 国内外の事業者が日本製ペロブスカイト製品を採用しやすくするためのインセンティブを提供する。
3. 国際競争力の強化
企業の取り組み
知的財産の保護: 特許戦略を強化し、競合国からの技術模倣を防ぐ。
また、国際特許を活用し日本製品の優位性を確保する。
量産化技術の確立: 製造コストを低減し、大規模な生産体制を整備することで、
価格競争力を持つ製品を提供する。
政府の取り組み
国際標準化活動:
日本主導でペロブスカイト技術の国際標準を確立し、日本製品を基準とした市場を形成する。
輸出支援:
外交や経済政策を通じて、日本製ペロブスカイト太陽電池の輸出を促進する。
4. 環境性能と持続可能性のアピール
企業の取り組み
エコフレンドリーな生産: 生産工程の脱炭素化やリサイクル可能な材料を採用し、
環境負荷を低減する。
環境負荷を低減する。
透明性のある実績:
製品のライフサイクルコストや環境負荷のデータを積極的に公開し、信頼性を高める。
政府の取り組み
環境規制の先取り: 世界の環境規制に対応した高水準の製品基準を設定し、
日本製品の競争優位性を確立する。
日本製品の競争優位性を確立する。
5. 人材育成と教育
企業の取り組み
技術者の育成:
ペロブスカイト技術に特化した専門技術者を育成し、国内外で活躍できる人材基盤を構築する。
政府の取り組み
教育機関への支援:
大学や高等専門学校で再生可能エネルギーやペロブスカイト技術に
関する学位プログラムを設ける。
関する学位プログラムを設ける。
結論
ペロブスカイト太陽電池が世界市場で日本の希望を実現するためには、
企業の革新力と政府の政策支援が密接に連携する必要があります。
特に、研究開発の支援、グローバル展開、環境性能の向上、人材育成に重点を置くことで、
他国に対する競争優位性を確保し、世界市場を制覇する道が開かれるでしょう。
コメント