太陽電池とは?光を電気にする装置、今注目はペロブスカイト型
太陽電池は、光を受けて電気をつくる装置です。通常は電気をためる力がないので、いわゆる電池とは違います。今、注目されているのは、薄く軽く曲げられるペロブスカイト型です。
目次

結論:太陽電池は「光で電気をつくる装置」
太陽電池は、光が当たると電気をつくる装置です。光が当たると、自由電子ができます。その電子を外へ取り出す仕組みを合わせ持つものが太陽電池です。
電子を取り出すには、素子の中に電位差の勾配(内蔵電界)が必要です。太陽電池は大きく、シリコン系・化合物半導体系・有機系の3つに分けられます。
電気をためるものではありません
太陽電池は、通常は電気をためる力がありません。そのため、いわゆる電池とは違います。
「電池」という名前は、英語の solar cell の cell を訳したものです。本来は太陽光発電機に近いものです。
発電量は表示より少なめに見る
太陽電池の性能は、AM-1.5 の光(1平方メートルあたり約1kW)を使って評価するのが一般的です。
変換効率10%の1平方メートルのパネルは、晴れた南中時で約100Wの電力になる計算です。
ただし、実際のパネルは表示される変換効率より小さくなると考えたほうがよいです。光の量が半分になっただけで、発電量が3分の1や4分の1になることもあります。
今、注目されているのはペロブスカイト型
ペロブスカイト太陽電池は、ペロブスカイトという結晶構造を発電層に使う、日本発の次世代型です。国内で初めて作られたのは2009年です。
薄い・軽い・曲げられるという特徴があります。光を電気にする基本の原理は、従来のシリコン系と基本的に同じです。
弱い光でも、比較的よく発電するとされています。
- 構造は、電極・電子輸送層・発電層・正孔輸送層が重なった形
- 主な型は、フィルム型とガラス型
シリコン系と何がちがう?
従来のシリコン系は重いため、耐荷重が足りない屋根や壁面には置きにくいものでした。
シリコン系は置ける面積に限りがあります。壁面など、まだ使われていない場所に置ける技術が求められています。
ペロブスカイトは薄く軽いため、置ける場所の幅が広がると考えられています。
フィルム型とガラス型の違い
ペロブスカイト太陽電池の主な型は、プラスチックなどを使うフィルム型と、ガラスを使うガラス型です。
フィルム型の耐久年数が実際どのくらいになるかは、まだ分かっていません。
| 項目 | フィルム型 | ガラス型 |
|---|---|---|
| 材料 | プラスチックなど | ガラス |
| 曲げ | 曲面に置ける | 曲げられない |
| 湿気・熱・紫外線 | 弱く、耐久性が課題 | 強く、耐久性が高い |
| 置き場所の例 | 曲面や、耐荷重の低い屋根 | 窓ガラスなどへの応用が期待 |
実用化のカギと国の方針
実用化のカギは、長く安定して使えることと、大きな面積で作れることです。
2025年2月に閣議決定された第7次エネルギー基本計画は、2040年ごろに全電力の4〜5割を再生可能エネルギーにする方針を示しています。
経済産業省のグリーンイノベーション基金が、次世代型太陽電池の開発や実証を後押ししています。各プロジェクトでは、電池メーカーが住宅・建材・電機メーカーや大学と協力しています。
研究では、シリコンの上にペロブスカイトを重ねて効率を上げる技術や、二重ガラスにはさむ窓用の発電も進められています。タンデム型は、シリコンなどと重ねて変換効率を高める構造です。
大阪万博2025では、会場の屋根やスマートポールにペロブスカイトが使われたと紹介されています。応用先としては、ビル壁面・窓、宇宙、ウェアラブル機器などが考えられています。
ヨウ素は、ペロブスカイトの結晶づくりに欠かせない材料とされています。
今わかっていること・まだ分からないこと
災害や停電のときの太陽電池や蓄電池の扱いについては、京セラのページに注意のお知らせがあります。災害時の情報は、気象庁などの公式の案内で確認してください。
- ペロブスカイト太陽電池がいつ、どのくらい広く売られるようになるかは、まだ分かっていません
- フィルム型の耐久年数が実際どのくらいになるかは、まだ分かっていません
- 価格が従来のシリコン系と比べてどうなるかは、まだ分かっていません
| 日時 | 出来事 |
|---|---|
| 2009年 | ペロブスカイト太陽電池が国内で初めて作られた |
| 2025年2月 | 第7次エネルギー基本計画が閣議決定された |
| 2026年4月14日 | リコーがペロブスカイト太陽電池の解説コラムを公開した |
| 2040年ごろ(目標) | 全電力の4〜5割を再生可能エネルギーでまかなう方針 |
よくある疑問
太陽電池とは何ですか?
太陽電池は、光が当たると電気をつくる装置です。通常は電気をためる力がないので、いわゆる電池とは違います。
太陽電池は電池ですか?
通常は電気をためる力がなく、いわゆる電池ではありません。「電池」という名前は、英語の solar cell を訳したものです。
ペロブスカイト太陽電池とは何ですか?
ペロブスカイトという結晶構造を発電層に使う、日本発の次世代型の太陽電池です。薄く軽く、曲げられる特徴があります。
フィルム型とガラス型はどうちがうのですか?
フィルム型はプラスチックなどを使い曲げられますが、耐久性が課題です。ガラス型は湿気に強く耐久性が高いですが、曲げられません。
ペロブスカイト太陽電池はいつ買えますか?
いつ、どのくらい広く売られるようになるかは、まだ分かっていません。
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