| シリコン太陽電池は我々の生活において、頻繁に目にするようになってきました。皆さんも青色のパネルが電卓や家の屋根に取り付けられているのを見たことがあると思います。このように太陽電池は我々の社会に浸透しつつあるります。太陽電池は発電において廃棄物も出さないし、地球の資源を消費しないというのがその理由です。また、小型の発電システムを形成できるため、分散型電源としても有用です。しかし、現在普及している太陽電池には未だに工業製品としての問題点があります。それは太陽電池の製造コストが高いということです。現在、シリコン系太陽電池の製造コストは以前に比べるとずいぶん下がりましたが、発電コストにすると他の発電方式に比べてまだ高価です。太陽電池の設置に行政から援助がでるのも、その製造コストを補助金によって導入時に緩和するためです。 |
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これ以上太陽電池の製造コストを下げるには、手に入りやすい材料から、簡単なプロセスで太陽電池を作ることが重要です。本研究室では電気化学堆積法(ECD法)という金属のめっきに似たプロセスで太陽電池用材料の作製を研究してきました。この手法は原料となる化学試薬を含んだ電解液に電流を流すだけで電極表面に太陽電池用半導体材料が薄膜として形成されるという非常に簡単な物です。ECD法によりこれまで硫化亜鉛(ZnS)や硫化錫(SnS)、酸化亜鉛(ZnO)などを作製してきました。特にSnSに関しては長い期間の研究により、太陽電池用材料として品質の良い薄膜を作製する条件がわかってきました。 |
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| ECD法だけでなく、本研究室では独自に開発した光化学堆積法(PCD法)という手法によっても太陽電池用薄膜材料を作製しています。この手法は本研究室に所属していた学生が些細な実験から発見したもので、特許としても公開しています。手法としては化学試薬を含んだ溶液に、水銀ランプにより紫外光の波長を含んだ光を照射すると、光が照射された部分に薄膜材料ができるという簡単な物です。この手法により硫化カドミウム(CdS)、セレン化カドミウム(CdSe)などを作製することができましたが、現在は環境面への配慮からZnSや2硫化インジウム銅(CuInS2)などを中心に研究しています。 |
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シリコン太陽電池の技術はかなり進んでおり、これらの新技術で作製したものでもそのコストパフォーマンスでは将来的にも敵わないかもしれません。しかし、このような簡単で安価な技術を開発することの重要な点は、これらの技術がシリコン結晶を作ることができないような発展途上国でも研究開発できる可能性が高いという点です。太陽電池の技術を必要としている国はエネルギー資源の乏しい日本だけではなく、地理的条件により送電線が引きづらい発展途上国も分散型電源として必要としています。シンプルな太陽電池作製技術を研究することで発展途上国の人々が先進国の助け（及び経済的搾取）なしで太陽電池を開発、生産できることになれば、最終的に世界の経済的格差を減少することにつながると考えています。 |
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白くなっている部分がZnS |