ペロブスカイト太陽光パネル – 環境への優しい未来を照らす


再生可能エネルギーが世界的に求められるようになり、太陽光を電気エネルギーに変換する太陽光パネルは、サステナブルなエネルギーの象徴として急速に普及しています。しかし、その製造や廃棄に伴う環境への影響は無視できないもので、活発な議論の中心となっています。こうした課題に対処するために、環境に優しい太陽光パネルの開発が進められています。その中でも近年注目を浴びているのが、ペロブスカイト太陽光パネルです。

本コラムでは、関連特許にも触れつつ、ペロブスカイト太陽光パネルの特徴と環境への利点、さらには太陽光パネルの廃棄やリサイクルの課題について解説します。

ペロブスカイト太陽光パネルの特徴

ペロブスカイト太陽光パネルは、近年、次世代の太陽電池技術として注目を集めています。この技術は、ペロブスカイトと呼ばれる特殊な材料を使用して太陽光を電力に変換するものです。ペロブスカイトは、組成式AMX3(Aは1価のカチオン、Mは2価のカチオン、Xはハロゲンアニオン)で示される構造体で、高い光吸収率と電荷移動特性を備えています。そのため、比較的薄い層でも高い効率で太陽光をエネルギーに変換することができます。太陽光パネルとして利用可能である代表的なペロブスカイト型光吸収材料として、CH3NH3PbI3(通称MAPbI3)や(NH2)2CHPbI3(通称FAPbI3)が挙げられます。

(参考論文)
Jeong-Hyeok Im, 他4名、”Nature Nanotechnology”(米国)、2014年11月、第9巻、p.927-932

また、ペロブスカイト太陽光パネルは、環境に対する多くの利点を持っています。

低コストの製造

ペロブスカイト太陽光パネルの製造プロセスは、従来のシリコン太陽電池に比べて単純で、低コストで実施できます。これにより、エネルギーの生産コストが削減され、再生可能エネルギーの普及が促進されます。例として、ペロブスカイト太陽光パネルはスピンコート法により、液膜を塗りつけることで薄いパネルを作成することができます。

(参考リンク)
https://core.ac.uk/download/pdf/199686055.pdf
https://engineer.fabcross.jp/archeive/190529_kyoto-u2.html

高い光電変換効率

ペロブスカイト太陽光パネルは、高い光吸収率と効率的な電荷移動特性を持つため、太陽光を効率的に電力に変換できます。これにより、同じ面積でより多くのエネルギーを生み出すことが可能です。

柔軟性と軽量性

ペロブスカイト太陽光パネルは、薄膜で柔軟な材料を使用しているため、建築物の外壁や窓ガラスに統合することができます。また、軽量性もあるため、施設への負荷を最小限に抑えることができます。

太陽光パネルの廃棄とリサイクルの課題

太陽光パネルの普及に伴い、その製造後の廃棄やリサイクルが問題となっています。従来のシリコン太陽電池においても、リサイクルの難しさや廃棄物処理の課題が指摘されてきました。ペロブスカイト太陽光パネルも同様に、環境への影響を最小限に抑えるために、廃棄とリサイクルの問題に取り組む必要があります。

特に、上述した通り、代表的なペロブスカイト太陽光パネルにはPb(鉛)が含まれています。廃棄やリサイクルにおいては、環境中への鉛の漏出を防止しなければならず、この課題に対していくつかの特許が出願されています。

リサイクル技術の開発

ペロブスカイト太陽光パネルのリサイクル技術の開発が進行中です。この技術は、材料を効率的に分離し、再利用可能な部品を取り出すことを目指しています。リサイクル技術の進展により、廃棄物の量を削減し、リソースの有効活用を実現できるでしょう。

(参考特許) 特許6997705号
廃モジュールから基板を回収して、初期の高い光電変換効率レベルに再製作することを可能にする技術
https://www.j-platpat.inpit.go.jp/c1800/PU/JP-6997705/F95A693BF4697FDBEC5A1E69D99267265EA367989C9F6F3A55FA4ADD588BDDF8/15/ja

(参考特許)US2023/0088203A1
鉛など、有毒な金属イオンを吸収するためのポリマー・多孔質テンプレート複合材料を備えたペロブスカイト太陽電池。本発明を適用した太陽電池モジュールを意図的に破壊する実験を行ったところ、鉛がテンプレートに捕捉され、漏出を抑えることが可能であることが確認された。
https://www.j-platpat.inpit.go.jp/c1800/PU/US-A-2023-0088203/09DF181B537D5E9282EA9728544CBB71DEABE78255AD7CE1CC7A13D47FBA1EAB/50/ja

廃棄物の適切な処理

廃棄される太陽光パネルは、適切に処理されるべきです。鉛をはじめとした有害物質のリークや環境汚染を防ぐために、専門的な廃棄物処理施設が必要です。さらに、廃棄物の最終処分方法を検討し、環境への影響を最小限に抑える工夫が求められます。

(参考特許)特開2017-222913
鉛およびハロゲンの含有物から鉛を回収する方法の発明。実施例として、ペロブスカイト太陽電池をハンマーで破砕して、そこから鉛を効率的に回収している。
https://www.j-platpat.inpit.go.jp/c1800/PU/JP-2017-222913/DB33520E16C398618DAE87DA4E71F7FC3686043EB0DAF66A140565A8CD9AD1C2/11/ja

未来への展望

ペロブスカイト太陽光パネルは、環境に優しい太陽光発電の未来を開く可能性を秘めています。その高い効率と低コストの製造プロセスは、再生可能エネルギーの普及に大きく貢献すると考えられます。

しかし、環境への影響を最小限に抑えるためには、リサイクル技術の発展や廃棄物の適切な処理に関する技術開発が不可欠といえるでしょう。


ライター

+VISION編集部

普段からメディアを運営する上で、特許活用やマーケティング、商品開発に関する情報に触れる機会が多い編集スタッフが順に気になったテーマで執筆しています。

好きなテーマは、#特許 #IT #AIなど新しいもが多めです。




Latest Posts 新着記事

Switchユーザー歓喜!特許から判明した「Switch 2」の驚きの新機能とは?

Nintendo Switchは、発売以来多くのゲーマーに愛され、携帯機と据え置き機のハイブリッドとして独自の地位を築いてきました。そして、次世代機「Nintendo Switch 2」に関する特許情報が明らかになり、新たな機能の存在が期待されています。本記事では、特許から判明したSwitch 2の新機能を詳しく解説し、どのようにゲーム体験が向上するのかを考察します。 Joy-Conがマウスとして...

あおもりプロテオグリカンの新たな可能性:花粉症抑制への挑戦

青森県は、その豊かな自然と特産品で知られていますが、近年、新たな健康素材として注目を集めているのが「あおもりプロテオグリカン(PG)」です。プロテオグリカンは、細胞外マトリクスの主要成分であり、皮膚や軟骨などに存在し、高い保水性と柔軟性を持つクッションのような役割を果たしています。  プロテオグリカンの発見と抽出技術の革新 プロテオグリカンは、プロテイン(たんぱく質)とグリカン(多糖)の複合語であ...

韓国の脱毛化粧品特許出願が世界最大の理由とその背景

近年、美容・パーソナルケア市場において、脱毛関連製品の需要が急速に拡大している。特に、韓国における脱毛化粧品の特許出願が2002年から2023年までの22年間で世界最大の比重を占めていることが明らかとなった。この背景には、韓国の美容文化の変遷、研究開発の強化、政府の知的財産政策、そしてグローバル市場への進出戦略が関係している。本稿では、韓国が脱毛化粧品の特許出願で世界をリードする要因を探り、その影...

トヨタ「ランクルミニ」登場間近?「ランドクルーザーFJ」商標取得で期待高まる

2025年、トヨタの自動車市場に新たな波が訪れるかもしれません。特に注目されているのは、同社のランドクルーザーシリーズに新たに加わる可能性がある「新型ランクルミニ」の登場です。この新型車の登場を示唆する証拠として、「ランドクルーザーFJ」の商標取得が報じられています。この商標が何を意味しているのか、そして新型車がどのようなコンセプトで登場するのかについて、あらゆる観点から考察していきます。 1.ラ...

笑顔の違いが命運を分けた—「クマ形グミ」商標権紛争で敗訴したハリボの戦略と誤算

ドイツのグミ菓子メーカー「ハリボ(HARIBO)」は、その愛らしいクマ形グミで世界中に知られている。しかし、近年ハリボは「クマ形グミ」の商標を巡って他社と法廷で争い、意外な判決を受けることとなった。本稿では、ハリボが直面した商標権紛争の背景、敗訴の要因、そして知財戦略上の示唆について考察する。 クマ形グミの商標戦争 ハリボは1920年に創業し、1922年には現在の代表商品である「ゴールドベア(Go...

卵同士がくっつかないようにする技術の特許申請などをサポート

知的財産で企業価値を向上—金融機関の新たな支援策 知的財産(IP)の活用が企業価値向上の重要な要素として注目される中、金融機関が知財を軸とした企業支援を強化する動きが広がっている。その一環として、ある金融機関が「知財活用企業の魅力アップ」をテーマに成果報告会を開催し、特許申請のサポート事例や支援の成果を紹介した。本稿では、この取り組みが持つ意義と、企業が知財をどのように経営戦略に取り込めるのかを考...

膝の上がデスクに早変わり! “特許取得リュック”でスキマ時間を有効活用しよう

現代の働き方は、テクノロジーの進化とともに大きく変化しています。以前はオフィスに出勤し、決まったデスクで仕事をするのが一般的でしたが、現在ではリモートワークやフリーランスの働き方が増え、時間や場所に縛られずに働くスタイルが広がっています。特に、通勤中や外出先での「スキマ時間」を有効活用することができれば、日々の生産性は格段に向上します。しかし、移動中に作業をする際、最も大きな課題となるのが「作業環...

特許庁×ユニ・チャームのコラボ動画公開! 知財が生むイノベーションの秘密に迫る

はじめに 特許庁は、知的財産の重要性を広く周知するため、公式YouTubeチャンネル「JPOちゅーぶ」において、企業とのコラボレーション動画を公開しています。2025年3月12日、その最新作として、ユニ・チャーム株式会社とのコラボ動画が配信されました。 本動画では、ユニ・チャームの代表的な製品である「超立体」や「超快適」マスクの開発秘話と、それに関連する知的財産戦略について深く掘り下げています。知...

View more


Summary サマリー

View more

Ranking
Report
ランキングレポート

大学発 知財活用収益ランキング

冒頭の抜粋文章がここに2〜3行程度でここにはいります鶏卵産業用機械を製造する共和機械株式会社は、1959年に日本初の自動洗卵機を開発した会社です。国内外の顧客に向き合い、技術革新を重ね、現在では21か国でその技術が活用されていますり立ちと成功の秘訣を伺いました...

View more



タグ

Popular
Posts
人気記事


Glossary 用語集

一覧を見る