オックスフォード郊外にひっそりと佇むこの太陽光研究開発センターは、10月の太陽の下では他の単調な工業施設のように見えます。
しかし、グリーン エネルギー愛好家にとって、オックスフォード PV の研究室は、チャーリーのチョコレート工場と同じくらい刺激的です。
一日の始まりに数十個の太陽電池が科学者たちに配られ、科学者たちは実験に取り掛かる。組成を微調整し、恒温室でストレステストをし、顕微鏡を拡大して正常なセルと悪いセルを区別する。
隠し味は？ペロブスカイト、効率を高める結晶構造ソーラーパネル従来のシリコンセルに重ねた場合。
オックスフォード大学の研究プロジェクトから発展し、ベルリン近郊に工場を構えるオックスフォード PV は、ペロブスカイト・オン・シリコン型タンデム太陽電池製造の先頭に立っている。
オックスフォード パイオニア パークでは、専門家が電気モーターや電気モーターの開発に熱心に取り組んでいます。核融合。
オックスフォードPVは現在、広範な知的財産権と米国の電力会社との契約により、ペロブスカイトで時代を先取りする恩恵を享受している。
ペロブスカイト・オン・シリコン：太陽光発電の次なる大きな進歩?
将来、太陽エネルギーが大量に利用されるようになるということを誰も納得させる必要はありません。太陽光と風力は、気候とエネルギーの安全保障にとって優れているだけでなく、現在、最安ほぼすべての国で発電を追加する方法。
しかし、従来のシリコン太陽電池は、太陽光を電気エネルギーに変換する効率の限界である約 26% に達しつつあります。
「当社は、ヨーロッパであろうと、太陽光発電の衰退の最後の波の真っ只中にあった 2010 年に設立されました。中国語当時新興だった薄膜太陽光発電会社のいくつかが失敗したため、競争や米国での競争が激化した」とオックスフォード太陽光発電のCEOデイビッド・ウォード氏はユーロニュース・グリーンに語った。
過去 10 年間、シリコンの現状に異議を唱えるものはほとんどありませんでした。これは、多くの場合、新しいハードテクノロジーの革新が突破口を開くのにかかる最短の時間です。
オックスフォード太陽光発電は、商業世界がペロブスカイト・オン・シリコンの可能性に目覚め始めたばかりであり、2020年にはセル当たり29.5パーセントという世界記録的な効率を達成した。
それ以来、ペロブスカイトシリコンのタンデム分野ではウォード氏の言うところの「急成長」と呼ばれる企業が現れ、ほとんどが遅れを取り戻そうとしている。
「転換点は非常に早いものであり、それはシリコン世代のすべての太陽光発電業界に当てはまります」とウォード氏は付け加えた。
ペロブスカイトとは正確には何ですか?また、どのように機能するのでしょうか?
ペロブスカイトとは、1800年代にロシアで発見された有機鉱物を指し、鉱物学者レフ・ペロフスキーにちなんで命名されました。また、さまざまな原子を含む可能性があるこのタイプの鉱物の結晶構造についても説明します。
オックスフォードPVのペロブスカイトは機械で作られ（価格を抑えている）、太陽光を集めるのに適した半導体材料であると副最高技術責任者のエド・クロスランド氏は説明する。
通常のソーラーパネルでは、シリコンインゴットが非常に薄いウェーハにスライスされ、最も広い領域をカバーするように広げられます。次に、シリコン材料を活性化する金属接点が追加されます。合計で約 60 個のセルが一緒に配置されてパネルが形成されます。
タンデムセルの場合、ペロブスカイトはさらに薄い層（約 1 ミクロンからシリコン ウェーハの 150 ミクロンまで）として上にコーティングされており、これにより 1 つに 2 つのセルが効果的に作成されます。ペロブスカイトは肉眼では見えませんが、シリコンが吸収できるよりも高いエネルギースペクトルを太陽から吸収します。
パネルあたりの発電量を増やすことで、「ペロブスカイト・オン・シリコンは、太陽光発電をシリコンだけでできることを超える次の技術アイデアです」とクロスランド氏は言う。シリコンの理論上の効率限界は 29% ですが、タンデムセルでは 43% に達する可能性があります。
ペロブスカイト層を追加する追加コストは、この追加エネルギーの価値を上回るため、商業パートナーにとっては「簡単なこと」だとウォード氏は説明します。
ペロブスカイトオンシリコンパネルは何に使用できますか?
さまざまな顧客がペロブスカイト太陽電池パネルに関心を示しています。住宅所有者大手電力会社へ。
2024年9月、オックスフォードPVはペロブスカイトタンデム太陽光発電技術の世界初の商業展開として、非公開の米国の電力会社にパネルを出荷した。
パネルは新しい太陽光発電所の一角に設置され、米国企業がそのメリットを比較できるように監視されている。
ブランデンブルクにあるオックスフォード PV の工場では、太陽光発電の屋根や太陽光発電分野の「中核」製造だけでなく、航空などのより特殊な用途向けのセルも製造できます。
ソーラーパネルにより、5G、軍事監視、衛星マッピングに使用される UAV (無人航空機) が「1 つの大きな飛行翼」のように機能することが可能になるとウォード氏は説明します。
翼は重量とサイズによって制限されているため、これらの新しい太陽電池が提供できる電力は「完全に戦略的」です。
ペロブスカイト・オン・シリコン・パネルにより、UAV はより長時間浮遊したり、太陽の弱い北緯で飛行したりできるようになる可能性がある。
の科学者オックスフォードシャー研究室では、プロトタイプをブランデンブルクに送ってスケールアップできることを証明する前に、常に新しいアイデアや材料を試しています。しかし、そこまで到達できるのはほんの一部です。「商業施設では、毎日レシピを変えることはできません」とウォード氏は付け加えた。
しかし、ドイツの工場はまだギガワット規模の施設ではなく、オックスフォードPVは他の企業と協力して、急速に電化する世界に向けてペロブスカイトの可能性を最大限に発揮したいと考えている。
「エコシステムを持つことは素晴らしいことです」: 太陽光発電技術企業がどのように協力しているか
初期の特許の範囲を考えると、コラボレーションはオックスフォード PV の計画の中核となる柱です。
「私たちが持っているIPセットを回避するためにわざわざ遠方に行かずにペロブスカイト・オン・シリコン太陽電池を作るのは非常に難しいです」とウォード氏は言う。
「私たちはすべてを自分たちだけで抱え込もうとしているわけではありませんが、人々が私たちの知的財産を市場に出すために利用しているのであれば、関与したいと考えています。」同社はライセンスだけでなく、パートナーに最新情報を提供するための貴重なノウハウも提供しています。
新しい新興企業のほとんどは以下の地域に集中しています。中国そして、米国の太陽光発電の戦略的推進に支えられています。
ヨーロッパでは、既存のエネルギー会社やシリコン会社がペロブスカイトタンデムにますます参入しています。エネルイタリアで。
「エコシステムを持つことは素晴らしいことです」とウォード氏は言います。 「市場全体がそこに行くべきだと判断することは、この問題に参加しているのは私たちだけだと言うよりもはるかに簡単です。なぜなら、顧客ベースと投資家に行わなければならない福音宣教ははるかに難しいからです。」
CEOは、バックミラーにペロブスカイトを組み込むような新たなイノベーションが生まれるまでには、しばらく時間がかかるだろうと確信している。そして、COP28の目標では、再生可能エネルギー容量を3倍に2030 年までに、企業は現在存在するテクノロジーに投資する必要があります。
「ヨーロッパの製造業やヨーロッパの太陽光発電に関するネガティブなニュースはありますが、私たちは古いシリコン太陽光発電とはまったく同じではない方法で新技術を実行する新しい施設を持っています。中国は独自の規模と努力で太陽光発電を安価にするという非常に良い仕事をしてきた」とウォード氏は言う。 「しかし、これは新しいパラダイムです。」
