資源循環型社会の構築を目指すエコプレミアムクラブは6日、GX（グリーントランスフォーメーション）をテーマとしたシンポジウムを都内で開催した。東京大学先端科学技術研究センターの瀬川浩司シニアリサーチフェローらが講演を行い、同氏はペロブスカイト太陽電池の研究開発の最新動向を説明。そのリサイクル性の高さを訴求した。
ペロブスカイト太陽電池は軽量で柔軟、かつ高効率な次世代太陽電池として大きな期待を集めている。政府は2040年までに20GWを導入するという高い目標を掲げており、第7次エネルギー基本計画においても重要な役割を担うことが期待されている。この太陽電池の最大の特徴は、従来のシリコン系太陽電池では設置が困難だったビルの壁面や窓、耐荷重の小さい屋根など、都市部のオンサイト電源として活用できる点にある。しかし、瀬川氏が今回の講演で最も強調したのは、これまであまり注目されてこなかった「マテリアルリサイクルの容易さ」という側面であった。
同氏によれば、ペロブスカイト太陽電池の構成要素は水に溶けやすいという性質を持っており、これがリサイクルにおいて決定的な優位性をもたらすという。従来の結晶シリコン太陽電池の場合、一度破損してしまうとリサイクルは極めて困難になるが、ペロブスカイト太陽電池は「たとえ破損していても、細かく砕いて水や特定の溶剤にさらすだけで、材料を分離・回収できる」と瀬川氏は強調した。
瀬川氏の研究グループが進めている最新のリサイクル技術は、環境負荷を最小限に抑えることを重視しているという。先行研究では有害な有機溶剤や高熱を用いる手法も報告されているが、これらはコストや環境面で課題があった。これに対し、瀬川氏は常温かつ低エネルギーで処理が可能なプロセスを開発している。具体的には、粉砕したモジュールを特殊な水溶液に浸すことで、ヨウ素や鉛を溶液中に回収し、同時にガラス、カーボン、プラスチックを比重の差などを利用して効率的に分離する手法だ。
このリサイクル技術は、日本の資源安全保障にも直結する。ペロブスカイト太陽電池の主原料であるヨウ素について、日本は世界生産量の約4分の1を占める世界第2位の産出国である。また、もう一つの主要原料である鉛についても、既存の鉛蓄電池のリサイクルルートを活用することが可能となる。地政学的なリスクが懸念されている中で、原料調達から製造、さらにはリサイクルまでを国内で完結できる点は、経済安全保障の観点からも極めて重要である。
普及に向けた課題としては、変換効率の更なる向上と長期耐久性の確保を挙げた。研究室レベルでは既に一定レベルの変換効率が達成されているが、実用化の初期段階にある第1世代のモジュールは耐久性が10年程度に留まっているという。今後の市場展開について瀬川氏は「シリコンパネルとの安価な価格競争に陥るのではなく、耐久性を20年以上に高め、オンサイト設置やBIPV（建材一体型太陽電池）といった独自の出口を確保していくことが不可欠だ」と語った。特に、電気を必要とする事業者が自ら設置・所有するモデルは、固定価格買取制度（FIT）の終了後の撤退リスクを抑え、再生可能エネルギーを永続的に維持するための鍵となるだろう。
講演の最後で、瀬川氏は産業界と学術界が連携することの重要性を改めて強調した。現在、産官学が連携した「日本ペロブスカイト太陽電池普及促進協議会（JPSC）」などの組織を通じて、施工技術の確立や情報の共有が進められている。真珠がわずか5%のタンパク質を含むことで数十年もの輝きを保つ例を引き合いに出し、ペロブスカイト太陽電池も適切な作り込みとメンテナンスを行うことで、長期にわたって日本のエネルギーを支える存在になり得るとの展望を示した。
