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■本セミナーの主題および状況

★ペロブスカイト太陽電池（PSC）は軽量・薄型でオンサイト発電を可能にし、経済・エネルギー安全保障の観点から国産化への期待が高まっている。日本は2040年に20GW導入を目標とし、第2・第3世代の高効率・高耐久化が鍵となる。本講演では、PSCの特長を活かしたSiやCIGSとの異種タンデム構造、軽量フレキシブルデバイス、再結合層最適化による高効率化など、次世代太陽電池の設計要点と最新研究を解説する。

■注目ポイント

★ペロブスカイト太陽電池技術の基礎、今後必要とされる材料開発のポイントについて学習できる！

★ペロブスカイト異種タンデムの設計原理、成膜プロセスと構造最適化の実例について学習できる！

★成膜プロセスと構造最適化の実例について学習できる！

★次世代太陽電池の研究動向と展望等について学習できる！

　経済安全保障やエネルギー安全保障の観点から、原料まで含めてリスク国に依存しないペロブスカイト太陽電池（PSC）に期待が集まっている。わが国では第7次エネルギー基本計画において、PSCを2040年までに20ギガワット導入するという目標が立てられ、官民一体となって普及促進が図られている。PSCは，有機金属ハライドペロブスカイト光吸収層に電子輸送層と正孔輸送層の厚さを加えても１マイクロメータに満たない薄さであり、結晶シリコン太陽電池と比べると100分の1以下の厚さである。基板としてポリマーフィルムや薄層ガラスが使用できて劇的な軽量化も可能である。このためPSCは，従来の結晶シリコン太陽電池では設置が困難であった電力を使用する場所にオンサイトで設置できる「どこでも太陽電池」になる。PSCのように軽量かつ高性能の次世代型太陽電池によるオンサイトでの発電に対する潜在的な需要を掘り起こすことができれば，日本の再生可能エネルギー電力の上積みも期待できる。ただし，現在の技術で実用化されようとしているPSCは初期型の「第１世代」であり，変換効率（PCE）は15％程度で耐久性は10年程度である。今後はPCE 20％超，耐久性も20年以上となる「第2世代」やPCE 30％を超える「第3世代」のPSCが必要である。本講演では，この第2世代と第3世代のPSCに関連する研究を紹介する。

　本講演では、ペロブスカイト太陽電池の軽量性・柔軟性・高効率性といった特長を活かし、シリコンおよびCIGSとの異種タンデム構造に展開した研究成果を紹介する。薄型シリコンヘテロ接合を用いた軽量フレキシブルデバイスの実現や、カルコパイライト系薄膜とのモノリシックタンデムにおけるキャリア再結合層の最適化による高効率化など、設計上の要点と実験的工夫を議論する。これにより、ペロブスカイト系タンデム太陽電池の現状と将来展望を俯瞰し、次世代太陽光発電技術の可能性を探る。