太陽光発電は、世界のほぼあらゆる環境において導入可能な新エネルギーの中で、群を抜いて最も安価である。米国では、トランプ政権の関税が発動して以降、太陽光の追加導入コストが18 percent上昇したものの、それでも発電容量の拡大に向けた最も低コストな選択肢だ。そのため、太陽光は世界で最も急速に成長しているエネルギー形態であり続けている。ただし、業界が急拡大する一方で、競争が激化する市場の中で収益性は圧迫されている。

より高度な太陽光パネル設計の開発は、こうした収益面の課題への対応と、エネルギー安全保障および持続可能性の改善を同時に進める鍵となる可能性がある。次世代の太陽光ソリューションは、製造および配送の所要時間を短縮し、コストを下げて利益率を高める可能性がある。同時に、こうした次世代パネルは、太陽光システムの性能、効率、耐久性を高めることもできる。これにより、生産者と消費者の双方に利益がもたらされ、出力の向上とともに、企業が投資家の関心を維持できる程度の収益性を確保する助けにもなる。

高度な太陽光技術の研究は、一般的に2つの大きな方向に分かれる。1つは太陽光パネルの形状を変えること、もう1つは性能向上のために材料を変えることだ。一部のスタートアップは、標準的なシリコンパネルよりも多くの太陽光を吸収する材料の特定に取り組んでいる一方、別の企業や研究者は、1日を通じて、また季節ごとに太陽の位置が変化しても、より多くの光を取り込めるよう、パネルの形状や機構を再設計している。

次世代太陽光分野で最も有望な材料の1つがペロブスカイトであり、これは太陽光パネルの効率と耐久性の両方を向上させることができる。今月初め、The Hong Kong Polytechnic University（PolyU）の研究チームは、パネルの一部が日陰になっても損傷なく97 percentの効率で動作できる新しいペロブスカイト・有機タンデム太陽電池を開発したと発表した。これは、一般に太陽光パネルが日陰になると逆バイアス応力を受け、従来型の太陽電池が永久的に損傷する可能性があるため注目に値する。

「私たちは、困難な逆バイアス条件下でのOSCsおよびPOTSCsの安定性において重要な進展を達成しました。私たちの研究は、有機およびペロブスカイト太陽光技術におけるデバイス動作と耐久性の理解に、画期的な貢献をしています」と、PolyU電気電子工学部のエネルギー変換技術の主席教授であるLi Gang教授は述べた。

このブレークスルーは、世界の太陽光エネルギー部門にとって極めて重要な局面で生まれた。最近のMcKinseyの報告書によると、業界全体が、収益への監視が強まる中で利益率の引き上げを迫られている。「近年、太陽光開発事業者は、競争激化、一部地域での用地確保の制約、送電網の混雑により、より厳しい環境に直面してきた」と同報告書は指摘する。「設備投資（capex）は太陽光の均等化発電原価（LCOE）の約40 to 70 percentを占めるため、資本効率の改善は、太陽光を手頃で競争力のあるものに保つ上で重要な要因となり得る」とMcKinseyは続けた。

太陽光発電の収益性を維持することは、世界の脱炭素目標の達成にとって、またエネルギー安全保障の確立にとっても極めて重要だ。人工知能ブームが世界の電力網に前例のない負荷を与え、さらに米国とイスラエルのイランでの戦争が世界の石油市場とサプライチェーンを混乱させ続ける中で、この重要性は増している。したがって、太陽光パネルを低コストかつ高効率、そして収益性のある状態に保つことは、持続可能で安全なエネルギーの未来にとって不可欠である。

国際エネルギー機関（IEA）は、「NZEシナリオに整合する発電成長率を維持するには、2030年までに年間[太陽光]設備追加量を倍増させる必要がある」と述べている。同機関は、この規模の拡大を実現するには、効率やその他の根本的な改善に焦点を当てた大規模な研究開発が必要になると付け加えた。

Haley Zaremba、Oilprice.com向け

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