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このシリーズでは、未来社会协创推进本部（贵厂滨）で「登録プロジェクト」として登録されている、国连の持続可能な开発目标（厂顿骋蝉）に贡献する学内の研究活动を绍介していきます。

FSIプロジェクト 013

 

皆さんは太陽電池が発電する仕組みをご存じですか? 太陽電池は、半導体を＋と－の電極で挟んだ構造になっ ています。そこに光を当てると、半導体の中で電子の移動が起こり、この電子を電極が受け取ることで、光エネルギーが電気エネルギーに変換されるのです。

「それだけに、太阳电池の性能は、使用する半导体の性质によって大きく违ってきます」。そう解説するのは冈田至崇教授です。

现在世界中で使われている太阳电池のほとんどが、半导体にシリコンを使ったタイプ。问题は、シリコン系太阳电池のエネルギー変换効率が、理论限界に近づいていることです。

そこで今注目されているのが、ガリウムやインジウムなどレアメタルを使った半导体。たとえば、ガリウム＋ヒ素、ガリウム＋インジウム＋リンなど、性质の异なる半导体を组み合わせた太阳电池では、シリコン系太阳电池の约2倍の変换効率を発挥することが知られています。シリコン系と同じ电力を半分の面积で得られるため、太阳电池の小型軽量化が可能になり、ドローンや自动车への搭载など、さまざまな用途が考えられます。

问题は、製造コストがシリコン系の100倍も高価なこと。そのため现在では、宇宙卫星用の太阳电池パネルなど用途がほぼ限定されています。

この変換効率が高い太陽電池をもっと安く製造できないか。まさにそれこそが、岡田先生らのグループの研究テーマ。目标は、2030年までに製造コストを现在の10分の1以下に圧缩し、その后は量产効果でさらなる低価格化を実现すること。目標が達成できれば、新たな太陽電池は日本の成長戦略の大きな武器になるだけでなく、それが世界に広く普及すれば、地球のCO₂排出削减にも贡献できます。宇宙用から地球用へ、そして暮らしの中へ。冈田先生たちの挑戦は続きます。