高層ビルが「発電所」に 窓や壁に…次世代型太陽光電池の未来 省エネ＆創エネを実現
次世代型の太陽光電池の研究開発が進んでおり、建物の窓や壁に設置して発電できる技術が注目されている。
赤外線を活用した太陽光発電技術により、ビルそのものが発電所となる未来が期待されている。
既存の太陽光発電技術と比較して、赤外線を活用することで省エネ効果も期待されているが、発電効率向上の課題が残されている。
ビルの窓や壁に設置して発電できる次世代型の太陽光電池の研究開発が進んでいる。透明で熱を吸収するタイプもあり、普及が進めば電力不足の解消だけでなく、温暖化対策にも期待がかかる。技術的にはまだ確立されていない部分もあるが、都市に林立するビルそのものが「発電所」となる未来が見えつつある。
１０センチ四方と手のひらほどしかない薄いガラス板。「高層ビルの窓に設置すれば、建物そのものが発電所となり、災害に強い街づくりにもつながる」。赤外線（赤外光）を使って発電する次世代型の太陽光電池を開発した大阪大産業科学研究所の坂本雅典教授（光化学）はこう説明する。
太陽光は波長の長さによって可視光、紫外線（紫外光）、赤外線に大別されるが、従来型の太陽光発電には可視光が使われてきた。太陽光の４割超を占める赤外線はエネルギー量も低く未使用だった上、熱を内包して二酸化炭素に吸収されやすく、地球温暖化の原因となっている。
「厄介者」の赤外線を使って発電できないか－。坂本氏は京都大化学研究所時代の平成２８年に研究を始めた。赤外線を効率的に吸収できる材料を探す中、種類などによって吸収する光の波長が変わるナノ（ナノは１０億分の１）サイズの金属粒子に注目。金属の性質を持つナノサイズの半導体粒子の開発に成功した。
粒子を溶かした液体をガラス板に重ねて塗布すれば、赤外線だけを集めて発電できる。しかも、透明で可視光を通すため、景観への影響が少ない。「実装できれば、電力を生み出す『創エネ』と赤外線の熱を吸収して消費電力を抑える『省エネ』の一石二鳥になる」と胸を張る。
国内では、石油元売り大手のエネオスなどが、有機物の材料を使い赤外線と紫外線で発電する透明な電池を開発。建材大手のＹＫＫＡＰなどは建材と一体型の電池の開発を目指すなど、各社が研究開発にしのぎを削る。
有機物を含む太陽光電池の多くが耐久性に課題があるのに対し、坂本氏の開発した半導体粒子は無機物で「有機物を上回る耐久性が期待できる」という。ただ、発電効率はまだ１％と従来型（２０％程度）には遠く及ばず、坂本氏は「発電効率をさらに引き上げる必要がある」と語った。
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