エネルギー業界に激震が走るような、画期的な技術が東芝から産声を上げようとしています。2019年08月01日、東芝は次世代の「タンデム型太陽電池」の開発状況を公開しました。これは、性質の異なる2種類の太陽電池を2階建てのように積み重ね、これまで以上に効率よく電気を生み出す魔法のような装置です。SNSでは「ついに屋根だけでなく車も自家発電の時代か」「日本の技術力が再燃している」と、早くも大きな期待と興奮の声が広がっています。
従来の太陽電池は、太陽光の一部しかエネルギーに変えられないという限界を抱えていました。しかし、このタンデム型は、短い波長の光と長い波長の光をそれぞれの層で分担してキャッチします。これにより、限られた面積でも驚くほどの発電量を実現できるのです。特に東芝が注目したのは、安価で身近な「亜酸化銅」という素材でした。これは10円玉でおなじみの銅と酸素の化合物であり、地球上に豊富に存在するため、コストを劇的に抑えられる可能性を秘めています。
光を透かす魔法の技術！亜酸化銅が切り拓く低コスト化への道
これまでも、複数の電池を重ねる発想自体は存在していました。しかし、上の層が光を遮ってしまうため、下の層まで十分に光が届かないというジレンマがあったのです。高価なレアメタル（希少金属）を使えば透明度は上がりますが、製造コストが通常の数千倍に跳ね上がるため、普及は現実的ではありませんでした。そこで東芝は、独自の「成膜法」を編み出し、安価な亜酸化銅を透明に保つことに成功しました。これは、まさに日本のモノづくりの執念が生んだ結晶と言えるでしょう。
不純物が発生しやすい亜酸化銅の性質を制御するため、東芝は加工時の温度と酸素量の関係を徹底的に解析しました。温度変化に合わせて酸素量を微調整する高度な技術により、光の約8割を透過させることに成功したのです。専門的な言葉を使えば、これは「ナノメートル」単位での緻密な光のコントロールを意味します。波長の長い光を下のシリコン層へスムーズに受け渡すことで、2枚の電池が連携して働く理想的な発電システムが形作られました。
2022年の実用化へ！電気自動車の未来を変える驚異の発電効率
現在の試作段階において、全体での発電効率は23.8％という優れた数値を叩き出しています。一般的な製品が20％程度であることを考えれば、この差は非常に大きな一歩です。開発チームを率いる山本和重研究主幹は、2022年までに電気自動車の駆動に必要とされる30％の壁を突破すると力強く宣言しました。自動車のボンネットにこのシートを貼るだけで、太陽の光がそのまま燃料になる未来が、すぐそこまで来ていることを予感させます。
私自身の見解としても、この技術は日本のエネルギー戦略において決定打になると確信しています。2019年11月からは固定価格買い取り制度（FIT）が順次終了し、家庭での「自給自足」が求められる転換期を迎えます。設置スペースが限られる日本の住宅事情や、走行距離を延ばしたい電気自動車にとって、この高効率かつ安価な技術はまさに救世主です。東芝が描く「太陽光の再定義」が、私たちのライフスタイルを劇的にアップデートしてくれる日が待ち遠しくてなりません。