太陽エネルギーが新たな効率記録を達成

訂正：当初の記事では、研究者らが太陽電池の取り込みエネルギーよりも多くのエネルギーを出力する方法を発見したと示唆していました。しかし、研究者らは太陽電池の外部量子効率を向上させました。これは、太陽電池から流出する電子の速度を流入する光子の速度で割った値です。これは「実際の」効率と混同すべきではありません。物理法則により、取り込みエネルギーよりも多くのエネルギーを出力することはできないからです。また、読者の方からご指摘いただいたように、これは「ピーク」量子効率であり、持続的な量子効率レベルではないことにもご留意ください。混乱を招いたことをお詫び申し上げます。訂正後の記事は以下の通りです。

科学者たちは太陽電池の効率を大幅に向上させる方法を発見しました。これは、太陽エネルギーを化石燃料の現実的な代替エネルギーにするための有効な手段となる可能性があります。しかし、MITのテクノロジーレビューは、中国と米国の間の政治的綱引きが、太陽光発電技術の市場価格を高騰させ、市場参入を阻む可能性を指摘しています。その結果、近い将来、世界中で手頃な価格になるはずのエネルギーが、手の届かないものになってしまう可能性があります。

先週、PhysOrgは、国立再生可能エネルギー研究所（NREL）の研究者たちが、ついに外部量子効率（EQE）が100%を超える太陽電池を開発したと報じました。EQEは、基本的に太陽電池から流出するエネルギーの速度を、太陽電池に流入する光の速度で割った値です。

これは、太陽電池が取り込むエネルギーよりも多くのエネルギーを放出することと混同すべきではありません。そうするとエネルギー保存の法則に違反するからです。しかし、物理学者以外の方にとって重要なのは、これらの新たな開発によって、太陽電池は最終的にその役割をはるかに向上させることができるようになるということです。

研究者たちは、酸化亜鉛、セレン化鉛、そして少量の金といった独創的な応用によってこれを実現しました。PhysOrgによると、この新型太陽電池はおよそ「外部量子効率114%」を達成しています。PhysOrgによる詳細な情報では、この技術が環境に優しく、自然に持続可能なエネルギーにとってどのような意味を持つのかが詳しく説明されています。

新たに報告された研究は、太陽光発電と太陽燃料の両方を対象とする次世代太陽電池の開発に向けた有望な一歩であり、化石燃料や核燃料由来のエネルギーと競合可能、あるいはそれよりも安価になる可能性があります。2006年の論文で、NRELの科学者マーク・ハンナ氏とアーサー・J・ノジック氏は、量子ドットをベースとした太陽電池における理想的なMEGにより、従来の太陽電池と比較して理論上の熱力学的電力変換効率が約35%向上することを示しました。さらに、量子ドット太陽電池は、安価で高スループットのロールツーロール製造にも対応可能です。

さらに詳しい技術的な内容を知りたい場合は、PhysOrg にアクセスしてください。

しかし、たとえ太陽光発電が大量生産できるほど安価になったとしても、MITのテクノロジーレビューは、貿易関税によって技術コストが上昇する可能性があると指摘しています。実際、中国に拠点を置く太陽電池や集熱モジュールのメーカーが自社製品を「不当に低価格」で販売していることからも、すでにその兆候は現れています。米国政府は報復として、政治的な強硬手段に出始めています。

では、代替エネルギーを利用したいと思っている一般の人々にとって、これは何を意味するのでしょうか？世界的な協力と手頃な価格の太陽電池の恩恵がなければ、おそらく電気とガスを使い続けることで出費を抑えることになるでしょう。もしそうだとしたら、ずっと憧れていた太陽光発電の屋根のために貯金する必要はもうなくなるでしょう。

10月18日、米国政府は、中国に拠点を置くメーカーが多額の補助金を受け、太陽光製品を不当に低価格で販売しているという主張に基づき、中国製太陽電池とモジュールの輸入に関税を課すよう要請されました。おそらく驚くことではないかもしれませんが、一部の中国企業は、米国に拠点を置くメーカーも多額の補助金を受けていると主張し、中国政府に対し、米国製太陽光製品の輸入に関税を課すよう求めています。こうして、手頃な価格で競争力のある太陽光製品の生産は、世界の二大エネルギー生産国と二大エネルギー消費国にとって、政治的な負担となってしまったのです。

[MITテクノロジーレビュー、PhysOrg]

事実上の誤りを訂正し、いくつかの詳細を明らかにするために、2011 年 12 月 20 日午後 11 時 58 分 (太平洋標準時) に記事が更新されました。

マッキンリー・ノーブルは、元GamePro編集長で、現在はテクノロジーオタク、そして永遠の総合格闘技愛好家です。日本のスポーツドラマやメロドラマも好きです。Twitterでフォローするか、Googleで検索してみてください。