次世代太陽電池とされる「タンデムセル」の国際標準を策定するためのグローバル企業の競争が激化している。タンデムセルは既存のシリコンセルより発電効率を画期的に高めた太陽電池だが、まだ有効性と安全性を立証する国際標準は制定されていない状態だ。

ハンファキューセルが自社で開発・製作したタンデムセル。/ ハンファキューセル提供

12日エネルギー業界によると、翌月20日(現地時間)から24日まで米国ワシントンD.C.で国際電気標準会議(IEC)の「太陽光エネルギーシステム技術委員会(IEC TC 82)」定例会議が開催される予定だ。この行事には世界の太陽光発電企業や研究所、政府機関関係者などが出席する。

今回の会議ではタンデムセルの国際標準をどのように制定するかを巡って各国出席者が激しい議論を交わすとみられる。

タンデムセルは既存のシリコン太陽電池の上に次世代素材であるペロブスカイトを重ねた高効率電池だ。二層が異なる領域の太陽光を吸収して発電効率を極大化した点が特徴だ。単一シリコンセル比で発電効率を約50%改善したタンデムセルは2027年ごろに商用化されると予想される。

タンデムセルの最大の弱点は耐久性が劣る点だ。太陽光発電所は通常20年以上屋外で稼働する。既存のシリコンパネルは25年を保証するが、ペロブスカイトは熱と湿気に弱く保証期間がはるかに短い。これを受け、IEC TC 82ではタンデムセルが実際の屋外環境で20年以上耐えられるかを寿命として測定する方法を考案している。

IEC TC 82で標準を作るということは、製品の耐久性、効率測定法、安全性に関する厳格な試験法を定義することを意味する。IEC標準は世界が合意したグローバルガイドラインであるため、標準が制定されれば世界の企業はこれに合わせて製品を生産する。すなわちIEC認証を受ければ世界市場に進出できる通行証を得るのと同じだ。

これまで太陽光業界ではタンデムセルの発電効率がどれほど高いかに焦点を当てて競争してきた。発電効率で最も先行するのは中国だ。中国の太陽光企業ロンジ(LONGi)は昨年4月、タンデムセルの発電効率が34.8%を記録したと発表した。ただしセル面積は明らかにしておらず、業界では研究所レベルの小型セル(1㎠)規模で実験したとみている。

中国企業は発電効率が高いことが標準となるべきだと主張する。最も先行する技術が標準となるべきだという論理だ。中国企業は巨額の資本を背景にすでにタンデム専用生産ラインを構築している。量産過程で発生する工程規格をIEC標準に反映させるため、多くの技術委員も派遣している。

一方で韓国、日本、英国の企業はタンデムセルの発電効率よりもセル面積をどれだけ広げるかに焦点を当てている。商用化段階では広い面積で発電効率が高く出るか、長く信頼して使えるかが重要だからだ。これらの企業はすでにタンデムセルの発電効率は30%に近づき、経済性を十分に確保したと評価する。

ハンファキューセルはシリコンセル1枚の大きさであるM10(330㎠)級タンデムセルで発電効率が28.6%を記録したと発表した実績がある。英国オックスフォードPVはシリコンセルの半分サイズである170㎠級タンデムセルで26.9%の効率を実現した。実際に販売可能な商用面積で性能検証の標準を作るべきだというのが中国を除く複数国の企業の立場だ。

イ・ジュンシン成均館大学教授は「現在はタンデムセルの発電効率を高める開発は一区切りし、どの企業が先に商用化するかが重要になった」とし、「国際標準の作業を有利に主導することが最も重要だが、中国の攻勢は手強い状況だ」と語った。

パク・ジョンソン慶尚大学教授は「タンデムセルの商用化に向けて政府が全面的な支援に乗り出すべきだ」と述べ、「政府が国策課題を遂行しているものの、中国に比べると人員が不足しているのが現実だ」と指摘した。

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