ペロブスカイト太陽電池については、これまで以下のようにお伝えしてきました。

アイデアよもやま話 No.6185 ペロブスカイト太陽電池の開発競争が激化！

プロジェクト管理と日常生活 No.926 『データセンターや半導体工場などの増加による電力需要リスク、および、その対応策』

そして、前回もアイデアよもやま話 No.6334 生成ＡI の普及に伴う電力需要の増加も加味した、今後の「電力需給安定性」と「脱炭素進展度」は・・・で、「分散型」の電力供給の切り札は、ビルの窓や壁面など「都市空間」でも普及可能なペロブスカイト太陽電池であるとお伝えしました。

そこで、今回はペロブスカイト太陽電池に焦点を当ててお伝えします。 

（添付１より）

ペロブスカイト太陽電池の実用化の目処、発電能力、メリット/ディメリット、コスト、およびリスクなどについては？

✅ まとめ

• 実用化：2025年小規模開始、2030年普及へ。
• 発電能力：シリコン同等以上、タンデムで30％超が視野。
• 強み：軽量・安価・多用途対応。
• 弱み：耐久性・鉛・量産安定性。
• コスト：2030年にシリコン並み、将来は低減可能。
• リスク：技術・環境・市場・政策依存あり。 

（添付1-1より）

ペロブスカイト太陽電池の高性能材料に鉛を含むケースが多く、環境汚染リスクがあるが、代替材料の研究の進捗状況は？

結論から先に言うと 「鉛代替の研究は活発で有望な方向がいくつかあるが、効率と耐久性の面でまだ鉛含有ペロブスカイトに追いついておらず、商用置換は（早くとも）2030年代中盤以降の見込み」 というのが実務的な見立てです。

6) 最後に（要点まとめ）

• 期待：鉛フリー（特にSn系）の研究は急速に進み、性能は着実に向上している。将来的に「鉛を使わない高効率ペロブスカイト」が実用化される可能性は高い。pubs.rsc.org+1

現実：しかし現時点では 効率・耐久性ともに鉛含有材料に劣る のが事実で、完全置換にはまだ時間がかかる見込み。短中期は「封止・リサイクル・用途の選別」でリスク管理をしつつ、代替材料の実証と量産技術を追うのが現実的な戦略です。

（添付２より）

「ペロブスカイト vs シリコン vs タンデム型」について、効率・寿命・コスト・用途などを比較すると？

✅ まとめ

• シリコン型 → 信頼性・耐久性は高いが効率の伸びしろは小さい。
• ペロブスカイト型 → 多用途・低コスト潜在力が大きいが、耐久性・鉛問題がカギ。
• タンデム型 → 最も高効率だが、当面はコスト高。2030年以降の主力候補。 

（添付３より）

ということは、いろいろと課題やリスクはあるが、太陽光発電の大本命はペロブスカイト型が最有力と言えないか？

結論から言うと、「単独で大本命」というより「ペロブスカイト（単層）とシリコン＋ペロブスカイト（タンデム）の組み合わせ」が次世代の本命候補です。

✅ 結論

• 2030年頃まで：シリコンが主力のまま → 屋根・メガソーラー中心。
• 2030年以降：
• 都市部・分散電源 → ペロブスカイト単層が主流化。
• 大規模電源 → **シリコン＋ペロブスカイト（タンデム）**が主力化。

👉 つまり、将来の太陽光の「大本命」は 「ペロブスカイト技術（単層＋タンデム）」の成否にかかっていると言えます。

（添付４より）

「今〜2050年の主力太陽電池のシナリオ変化」を表にまとめてみると？

✅ まとめ

• 2020年代前半：シリコン型が主役のまま。
• 2030年代：ペロブスカイトがシリコンを補完しつつシェア拡大。
• 2040年代以降：ペロブスカイト系（単層＋タンデム）が主流、シリコン単独は縮小。 

（添付５より）

タンデム型の太陽光発電パネルは、地球温暖化の進行に伴う、超大型台風の瞬間最大風力の増加により、屋根などに設置されているパネルが飛ばされ、凶器と化すという、無視出来ないリスクがあるので、やはり将来的な太陽光発電の大本命は単独でのペロブスカイト型と言えるのではないか？

とても鋭いご指摘です 🌏💡。
「効率」や「コスト」だけでなく、**気候変動リスク（極端気象への耐性）**を考慮に入れると、確かにペロブスカイト単層型の方が将来有望とも言えます。

✅ 結論

• 効率だけ見れば「タンデム型」が本命。
• 気候変動リスクまで見れば「ペロブスカイト型」が大本命と評価できる。

つまり、将来の太陽光発電は 「ペロブスカイト単層を都市分散で普及」＋「タンデム型を安全設計で一部活用」 という「ハイブリッド構成」になる可能性が高いです。

上記の内容の要約は以下の通りです。

1. ペロブスカイト太陽電池の見通し

• 実用化：2025年小規模開始 → 2030年本格普及
• 発電能力：シリコン並み以上、タンデムで30％超視野
• 強み：軽量・安価・多用途対応
• 弱み：耐久性・鉛問題・量産安定性
• コスト：2030年にシリコン並み、将来さらに低下余地
• リスク：技術・環境（鉛）・市場・政策依存

2. 技術比較（シリコン vs ペロブスカイト vs タンデム）

• シリコン型：信頼性・寿命は高いが効率の伸びは小さい
• ペロブスカイト単層：低コスト・軽量で分散型電源向き、耐久性と鉛が課題
• タンデム型：効率最高だが高コスト、2030年以降の本命候補

3. 将来シナリオ（主力技術の移行）

• 2020年代前半：シリコン主力（屋根・メガソーラー）
• 2030年代：ペロブスカイトがシリコンを補完、シェア拡大
• 2040年代以降：ペロブスカイト系（単層＋タンデム）が主流化、シリコン単独は縮小

4. 気候変動リスクを加味した評価

• 超大型台風の増加で「重量のあるタンデム型パネル」が飛散リスク → 安全性懸念
• 効率重視ならタンデム型が本命
• 気候リスク耐性を考えればペロブスカイト単層が大本命

✅ 最終結論

将来の太陽光発電は、

• 都市・分散型 → ペロブスカイト単層が主流
• 大規模電源 → 安全設計を前提にタンデム型を活用
  👉 「ペロブスカイト技術（単層＋タンデム）の組み合わせ」が大本命になる可能性が高い。

 なお、添付６は、この要約を「効率 × 気候リスク耐性（耐久性・環境リスク含む）」の2軸で整理したマトリクス表です。

要するに、将来の太陽光発電は、ペロブスカイト単層が主流であり、大規模電源としては 安全設計を前提にタンデム型を活用するという組み合わせが大本命になる可能性が高いということになるのです。

ということで、ペロブスカイト型太陽電池は、画期的な太陽光発電技術と言えるのです。

添付１）

ペロブスカイト太陽電池の実用化の目処、発電能力、メリット/ディメリット、コスト、およびリスクなどについては？

ChatGPT:

ペロブスカイト太陽電池について「実用化の目処／発電能力／メリット・デメリット／コスト／リスク」を整理すると、以下のようになります。

✅ ペロブスカイト太陽電池の整理

1. 実用化の目処

• 2025年頃：建材一体型（窓・外壁）や小規模用途で実用化開始見込み（積水化学、京セラ、エネコートなど）。
• 2030年頃：商用化・普及段階、シリコン並みコスト達成を目指す（経産省ロードマップ）。
• 2040〜2050年：タンデム型（シリコン＋ペロブスカイト）で主流化し、シリコン単独を凌駕する可能性。

2. 発電能力（変換効率）

• 実験室レベル：25〜26％（単層）、33％超（シリコンとのタンデム型、Oxford PV社など）。
• シリコン単独：20〜22％程度が実用レベル。
• 将来見通し：タンデム型で30％超が実用化可能と予測。

3. メリット

• 軽量・柔軟：フィルム状で曲げられ、窓・壁・車体・衣服など新用途に適応。
• 製造が簡便・低コスト化の潜在力：印刷・塗布技術で大量生産可能。
• 高効率化余地：シリコンを超える効率を実証済み。
• デザイン性：透明やカラー発電が可能で都市環境との親和性が高い。
• 低照度特性：屋内光や曇天でも比較的発電効率が落ちにくい。

4. ディメリット（課題）

• 耐久性：湿気・酸素・紫外線・熱に弱く、数年で劣化する問題 → 封止技術で改良中。
• 鉛使用：高性能材料に鉛を含むケースが多く、環境汚染リスク。代替材料研究も進行中。（添付1-1参照）
• 大量生産の安定性：高効率セルを均一に製造するのが難しい。

5. コスト（予測）

• 現状：研究開発・実証段階 → シリコンより割高。
• 2030年目標：発電コスト 8〜10円/kWh（シリコン並み）。
• 将来：量産化と印刷プロセス活用で、シリコンを下回る可能性あり。

6. リスク

• 技術リスク：耐久性・安定性が量産段階で解決できるか不透明。
• 環境リスク：鉛流出や廃棄処理問題。リサイクル技術の確立が必須。
• 市場リスク：シリコン価格が下がり続けているため、競争で優位性を発揮できるか不明。
• 政策リスク：FIT（固定価格買取制度）や補助金の有無で普及速度が左右される。

✅ まとめ

• 実用化：2025年小規模開始、2030年普及へ。
• 発電能力：シリコン同等以上、タンデムで30％超が視野。
• 強み：軽量・安価・多用途対応。
• 弱み：耐久性・鉛・量産安定性。
• コスト：2030年にシリコン並み、将来は低減可能。
• リスク：技術・環境・市場・政策依存あり。 

添付1-1）

ペロブスカイト太陽電池の高性能材料に鉛を含むケースが多く、環境汚染リスクがあるが、代替材料の研究の進捗状況は？

ChatGPT:

現在の研究状況を踏まえて要点を整理します。結論から先に言うと 「鉛代替の研究は活発で有望な方向がいくつかあるが、効率と耐久性の面でまだ鉛含有ペロブスカイトに追いついておらず、商用置換は（早くとも）2030年代中盤以降の見込み」 というのが実務的な見立てです。以下、理由と根拠、主要な代替材料・技術、そして短期的な実務対処法をまとめます（重要ポイントに報告・論文の出典を添えます）。サイエンスダイレクト+4pubs.rsc.org+4Wiley Online Library+4

1) 現状の課題（なぜ代替が難しいか）

• 効率の差：鉛含有ペロブスカイトはラボで25%前後、タンデムでは30%超を達成しているのに対し、主要な“鉛フリー”候補はいまのところ最高でも概ね10〜16%台にとどまる（研究によるばらつきあり）。このギャップが実用置換の最大のハードルです。pubs.rsc.org+1
• 安定性（経年・環境耐性）の差：Sn（スズ）系などは酸化（Sn²⁺→Sn⁴⁺）で劣化しやすく、耐湿性・耐光性で課題が残ります。二価スズの酸化を抑える化学的工夫が研究テーマです。ResearchGate
• 材料の基本物性の制約：Bi（ビスマス）やSb（アンチモン）を用いた「二重（double）ペロブスカイト」は安定だがバンドギャップや伝導性の点で光吸収／キャリア輸送に限界があり、変換効率が伸びにくい傾向があります。サイエンスダイレクト

2) 主な「鉛代替」アプローチと進捗（要点）

1. スズ（Sn）ベース（最有力候補）
• 長所：同じI-II-X3型構造に置換しやすく、鉛と似たバンド構造。理論上は高効率の期待あり。
• 短所：Sn²⁺の酸化で不安定 → 最近は還元剤や添加剤、結晶制御で改善が進み、研究セルで10〜16%（近年の改善で15%台の報告あり）を達成。全ペロブスカイトの「鉛フリータンデム」でも実証段階の成果が出始めた。Wiley Online Library+1
2. 二重ペロブスカイト（Bi, Ag, Sb など）
• 長所：鉛を使わず化学的に安定で環境リスクが低い。耐久性の改善が相対的にしやすい。サイエンスダイレクト
• 短所：多くは間接バンドギャップや低い吸収係数で効率が低め（研究で徐々に改善中）。
3. ゲルマニウム（Ge）やその他ハロゲン化物
• 研究例はあるが、コストや資源の制約、性能面での課題があり実用性は限定的。
4. ハイブリッド戦略（部分的Pb低減・封入・隔離）
• Pb量を減らしつつ、封止・安定化で鉛の環境露出リスクを下げる手法。短期的には現実的な現場対応。MDPI

3) 最近のブレイクスルー（研究例）

• 鉛フリーの多接合（tandem）実証：スズベースの全ペロブスカイトタンデムで合計PCE ≈15%を達成した報告など、鉛フリーのスキームでも段階的に性能向上が見られる。とはいえ鉛系の25%超には未だ差がある。Wiley Online Library
• 安定化・封止・リサイクル技術：モジュールの封止によって雨水へ溶出する鉛を5%程度まで低減した報告や、廃棄時に高回収率（ほぼ99%）で鉛を回収する分離法の研究がある（リサイクルで環境負荷を最小限にする試み）。ただし「現場での破損時の浸出」や「長期経年での劣化下での漏出リスク」は引き続き評価が必要。サイエンスダイレクト+1

4) 実用化タイムライン（現実的見立て）

• 短期（〜2025）：小規模用途・プロトタイプ、封止＋リサイクル前提での鉛含有モジュールの限定利用。
• 中期（2025〜2035）：Sn系の材料改良で効率と安定性が改善し、用途の一部で鉛フリーが実用化。ただし全用途（屋外大型メガ・長寿命住宅用途）の完全置換は難しい可能性。
• 長期（2035年〜）：材料・製法の飛躍的進展があれば、鉛フリーが幅広い用途で置換するシナリオもあり得るが、不確実性は大きい。pubs.rsc.org+1

5) 短期的な実務対応（規制・現場への示唆）

• 厳格な封止（モジュールレベル）：設計規格で水・酸素バリアの要求を強化し、破損時の浸出を低減する。Wiley Online Library
• リサイクル体制の構築：導入初期から回収・再利用ルートを整備（研究では高回収率が可能）。サイエンスダイレクト
• 用途に応じた材料選択：都市分散・建材一体化は軽量ペロブスカイト（鉛含有でも封止で管理）→ 環境リスクが特に問題となる場所（河川近傍や洪水リスク地域）では鉛フリー材料やシリコン等を優先。サイエンスダイレクト
• 規制とラベリング：鉛含有モジュールに対する表示義務・設置場所制限・廃棄処理の法整備を早める。Wiley Online Library

6) 最後に（要点まとめ）

• 期待：鉛フリー（特にSn系）の研究は急速に進み、性能は着実に向上している。将来的に「鉛を使わない高効率ペロブスカイト」が実用化される可能性は高い。pubs.rsc.org+1
• 現実：しかし現時点では 効率・耐久性ともに鉛含有材料に劣る のが事実で、完全置換にはまだ時間がかかる見込み。短中期は「封止・リサイクル・用途の選別」でリスク管理をしつつ、代替材料の実証と量産技術を追うのが現実的な戦略です。Wiley Online Library+1 

添付２）

「ペロブスカイト vs シリコン vs タンデム型」について、効率・寿命・コスト・用途などを比較すると？

ChatGPT:

ペロブスカイト太陽電池を「シリコン型」「タンデム型（シリコン＋ペロブスカイト）」と比較した整理表をまとめます。

📊 太陽電池の比較表

✅ まとめ

• シリコン型 → 信頼性・耐久性は高いが効率の伸びしろは小さい。
• ペロブスカイト型 → 多用途・低コスト潜在力が大きいが、耐久性・鉛問題がカギ。
• タンデム型 → 最も高効率だが、当面はコスト高。2030年以降の主力候補。 

添付３）

ということは、いろいろと課題やリスクはあるが、太陽光発電の大本命はペロブスカイト型が最有力と言えないか？

ChatGPT:

結論から言うと、「単独で大本命」というより「ペロブスカイト（単層）とシリコン＋ペロブスカイト（タンデム）の組み合わせ」が次世代の本命候補です。

🔎 理由

1. シリコン型の限界
• すでに変換効率は実用上の物理限界（20％台前半）に近く、今後の伸びは小さい。
• コスト削減余地も限定的。
2. ペロブスカイト型のポテンシャル
• 軽量・柔軟で「都市建材」「車両」「屋内」「農地」など、新しい発電領域を開拓できる。
• 製造が印刷技術ベースで「低コスト量産化」できる可能性。
• 変換効率はシリコンに匹敵 or 超えるレベルに到達。
3. タンデム型が最終形態
• シリコンの安定性 × ペロブスカイトの高効率を掛け合わせ、30％超を狙える。
• 耐久性課題をシリコンが補う役割も期待できる。
4. リスクはまだ大きい
• 耐久性問題（湿気・紫外線・高温で劣化）。
• 環境問題（鉛使用、廃棄処理）。
• 量産化リスク（高効率セルを均一に大量生産できるか）。

✅ 結論

• 2030年頃まで：シリコンが主力のまま → 屋根・メガソーラー中心。
• 2030年以降：
• 都市部・分散電源 → ペロブスカイト単層が主流化。
• 大規模電源 → **シリコン＋ペロブスカイト（タンデム）**が主力化。

👉 つまり、将来の太陽光の「大本命」は 「ペロブスカイト技術（単層＋タンデム）」の成否にかかっていると言えます。

添付４）

「今〜2050年の主力太陽電池のシナリオ変化」を表にまとめてみると？

ChatGPT:

シリコン → ペロブスカイト → タンデム型 へのシナリオ変化を「時期・主力技術・特徴・課題・市場シェア動向」として整理しました。

📊 今〜2050年の主力太陽電池シナリオ変化

✅ まとめ

• 2020年代前半：シリコン型が主役のまま。
• 2030年代：ペロブスカイトがシリコンを補完しつつシェア拡大。
• 2040年代以降：ペロブスカイト系（単層＋タンデム）が主流、シリコン単独は縮小。 

添付５）

タンデム型の太陽光発電パネルは、地球温暖化の進行に伴う、超大型台風の瞬間最大風力の増加により、屋根などに設置されているパネルが飛ばされ、凶器と化すという、無視出来ないリスクがあるので、やはり将来的な太陽光発電の大本命は単独でのペロブスカイト型と言えるのではないか？

ChatGPT:

とても鋭いご指摘です 🌏💡。
「効率」や「コスト」だけでなく、**気候変動リスク（極端気象への耐性）**を考慮に入れると、確かにペロブスカイト単層型の方が将来有望とも言えます。

🔎 観点ごとの整理

1. タンデム型のリスク

• 大型・重量パネル → 風圧を受けやすく、台風で屋根から飛散する危険。
• 固定構造の強化が必要 → コスト上昇につながる。
• メガソーラーは広大な土地に設置されるため、洪水・強風リスクが拡大。

2. ペロブスカイト型の利点

• 軽量・柔軟 → 壁面や窓ガラスに貼る形式なら、台風で「飛散物」となるリスクが小さい。
• 分散型設置 → 都市部のビル壁面や窓に分散的に導入可能で、局地的被害が全体供給に直結しにくい。
• 建材一体化 → パネルが屋根材や壁材に組み込まれるため、「飛ばされる板」になりにくい。

3. 将来シナリオの解釈

• **大規模集中型（タンデム）**は効率は高いが、気候リスクで設計コストが跳ね上がる可能性。
• **分散型（ペロブスカイト）**は「安全・軽量・分散」という気候変動時代にマッチした特徴を持つ。

✅ 結論

• 効率だけ見れば「タンデム型」が本命。
• 気候変動リスクまで見れば「ペロブスカイト型」が大本命と評価できる。

つまり、将来の太陽光発電は 「ペロブスカイト単層を都市分散で普及」＋「タンデム型を安全設計で一部活用」 という「ハイブリッド構成」になる可能性が高いです。

添付６）

以下は、この要約を「効率 × 気候リスク耐性（耐久性・環境リスク含む）」の2軸で整理したマトリクス表です。
縦軸を「気候リスク耐性」、横軸を「発電効率・性能」で評価しています。

■ 太陽電池技術の「効率 × 気候リスク耐性」マトリクス（2025〜2040年代）

■ 評価マップの読み方

• 横軸（効率）：
  発電効率・電力密度・技術成熟度（右に行くほど高効率・高コスト）
• 縦軸（気候リスク耐性）：
  耐久性（台風・高温・湿度・塩害）＋環境リスク（鉛・リサイクル性）
• サイズの目安：
• 上段（高耐性）＝長寿命・安全性重視型
• 下段（低耐性）＝実験・短期用途型

■ まとめ：技術ポジショニングと将来見通し

✅ 最終結論（マトリクスの中心）

「ペロブスカイト単層 × タンデム型」のハイブリッド普及モデルが、
効率と気候リスク耐性を最適バランスで両立する「ポスト・シリコン時代の主軸」となる。