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最新ペロブスカイト太陽光パネル完全ガイド|特徴と市場動向

再生可能エネルギーへの関心が世界中で高まるなか、次世代の太陽電池として大きな注目をあつめているのが「ペロブスカイト太陽電池」です。

従来のシリコン系太陽光パネルとはまったくことなる特性をもち、薄くて軽く、曲げられるという革新的な性質から、これまで設置がむずかしかった場所にも対応できると期待されています。

とくに日本においては、平地面積がかぎられるなかで太陽光発電の導入を拡大するための切り札として位置づけられており、政府も積極的な支援をおこなっています。

この記事では、ペロブスカイト太陽電池の基本的なしくみから、メリット・デメリット、そして市場への流通時期や企業の動向まで、くわしく解説していきます。

ペロブスカイト太陽電池に興味をおもちの方や、将来の導入を検討されている方は、ぜひ最後までお読みください。

ペロブスカイト太陽電池とは?仕組みと特徴

ペロブスカイト太陽電池は、従来のシリコン系太陽電池とはことなる材料と構造をもつ、次世代型の太陽電池です。

日本発の技術として2009年に桐蔭横浜大学の宮坂力教授によって提案され、世界中の研究者から注目をあつめるようになりました。

ここでは、ペロブスカイト太陽電池の基本的な意味と構造、そして3つの大きな特徴についてくわしく説明していきます。

ペロブスカイトの意味と太陽電池の基本構造(何が違う?)

「ペロブスカイト」という名前は、もともと灰チタン石(かいチタンせき)という鉱物の名称に由来しています。

この鉱物がもつ独特の結晶構造を「ペロブスカイト構造」とよび、化学式ではABX3であらわされます。

立方体のような形状のなかに、3種類のことなるイオンや原子が規則的に配置されているのが特徴です。

経済産業省では、ペロブスカイト太陽電池をつぎのように定義しています。

「3種類のイオン(代表的にはA:有機アンモニウム、B:鉛、X:ヨウ素)がABX3のペロブスカイト結晶構造で配列する材料を発電層にもちいた太陽電池の総称であり、国内研究者が開発した日本発の技術」

このペロブスカイト結晶は、光を効率的に吸収して電気を発生させやすい性質をもっています。

さらに、さまざまな元素を組みあわせることで、ことなる特性をもつ材料を合成できる柔軟性も備えています。

従来のシリコン系太陽電池との構造上のちがいを、以下の表でまとめました。

比較項目

シリコン系太陽電池

ペロブスカイト太陽電池

発電層の材料

シリコン結晶

ペロブスカイト結晶

厚さ

約150~200μm

約0.5~1μm(約100分の1)

製造温度

高温プロセスが必要

低温で製造可能

製造方法

多段階の工程が必要

塗布・印刷で製造可能

主要原料

シリコン(レアメタル使用)

ヨウ素など(レアメタル不要)

シリコン系太陽電池は、シリコンの結晶を高温で加工し、何段階もの工程をへて製造されます。

いっぽう、ペロブスカイト太陽電池は、原料をふくむ溶液を基板に塗布したり、印刷したりするだけで製造できます。

この製造方法のちがいが、コストや形状の自由度に大きな差をもたらしているのです。

また、ペロブスカイト太陽電池には大きく分けて3つのタイプがあります。

  • フィルム型:プラスチックなどの柔軟なフィルム基板をつかい、軽量で曲げられる
  • ガラス型:ガラス基板をつかい、耐久性が高い
  • タンデム型:シリコン太陽電池の上にペロブスカイト層を重ねて、変換効率を高める

それぞれのタイプが想定される用途にあわせて開発されており、とくに日本ではフィルム型の技術開発で世界をリードしています。

3大特徴(曲がる・薄い/軽い・低コスト化が期待)

ペロブスカイト太陽電池には、従来のシリコン系太陽電池にはない3つの大きな特徴があります。

これらの特徴が、次世代太陽電池として期待される理由となっています。

【特徴1】曲げられる柔軟性

ペロブスカイト太陽電池のもっとも革新的な特徴は、折り曲げられるという点です。

シリコン系太陽電池は、結晶構造の性質上、曲げてしまうと割れてしまいます。

さらにガラスで保護されているため、そもそも曲面への設置には対応していません。

いっぽう、ペロブスカイト太陽電池は、フィルム状の基板にペロブスカイト膜を塗布してつくられるため、紙のように曲げることができます。

この柔軟性によって、建物の壁面やカーブした屋根、車体、さらには衣服やウェアラブルデバイスなど、これまで太陽光パネルを設置できなかった場所にも対応可能になります。

たとえば、2025年の大阪・関西万博では、スタッフが着用するスマートウェアの背中にフィルム型ペロブスカイト太陽電池が搭載され、首掛けファンの電源として活用される予定です。

【特徴2】薄くて軽い

ペロブスカイト太陽電池は、シリコン系とくらべて約100分の1の薄さを実現しています。

具体的には、シリコン系が約150~200μmの厚さであるのに対し、ペロブスカイト層はわずか0.5~1μmほどです。

この薄さにともなって、重量も10分の1から15分の1程度にまで軽量化されています。

比較項目

シリコン系

ペロブスカイト系

厚さ

約150~200μm

約0.5~1μm

重さ(相対比較)

1

約1/10~1/15

柔軟性

曲げられない

曲げられる

この軽量性は、耐荷重の問題で太陽光パネルを設置できなかった建物にとって大きなメリットとなります。

たとえば、古い建物の屋根や、工場の軽量屋根など、従来のシリコン系パネルでは荷重オーバーとなる場所にも設置できるようになります。

【特徴3】低コスト化への期待

ペロブスカイト太陽電池は、製造コストを大幅に削減できる可能性をもっています。

その理由は、おもに3つあります。

まず、製造工程がシンプルであることです。

シリコン系太陽電池は、高温で多段階の複雑な工程をへて製造されますが、ペロブスカイト太陽電池は材料を基板に塗布・印刷するだけで済みます。

この製造方法は「ロール・ツー・ロール方式」ともよばれ、新聞を印刷するように連続的に製造できるため、大量生産にむいています。

つぎに、製造時の温度が低いことです。

低温プロセスで製造できるため、エネルギー消費をおさえられます。

そして、主要原料にレアメタルを必要としないことも大きなポイントです。

ペロブスカイト太陽電池の主な原料であるヨウ素は、日本が世界シェアの**約30%**を占める世界第2位の生産国です(第1位はチリで約60%)。

サプライチェーンを海外に依存せずに確保できるため、経済安全保障の観点からもメリットがあります。

政府の目標では、発電コストを2025年までに20円/kWh、2030年までに14円/kWh、2040年までに10~14円/kWh以下にまで引きさげることを目指しています。

メリット・デメリットを比較して正しく理解する

ペロブスカイト太陽電池は、多くの利点をもつ次世代技術として期待されていますが、現時点ではいくつかの課題も残されています。

導入を検討するうえでは、メリットだけでなくデメリットも正しく理解することが大切です。

ここでは、ペロブスカイト太陽電池のおもなメリットとデメリットを、くわしく解説していきます。

主なメリット(弱い光でも発電・透過/色の調整・設置場所が広がる)

ペロブスカイト太陽電池には、前述の3大特徴(曲がる・薄い/軽い・低コスト化)にくわえて、さらにいくつかの重要なメリットがあります。

【メリット1】弱い光でも発電できる

ペロブスカイト太陽電池の大きな強みのひとつが、低照度でも発電できることです。

従来のシリコン系太陽電池では変換がむずかしい弱い光でも、ペロブスカイト太陽電池であれば電気にかえることができます。

たとえば、曇りや雨の日など、日光が弱い天候でも安定して発電をおこなえます。

さらに、室内の照明でも発電が可能なため、屋内での運用も期待されています。

この特性は、天候の変化がおおい日本において、発電効率の安定化につながる大きなメリットといえます。

【メリット2】光を透過させられる(透明・半透明パネルが可能)

ペロブスカイト太陽電池は、光透過性をもたせることができます。

従来のシリコン系太陽電池は光を透過させることができず、設置した場所では太陽光がさえぎられてしまいます。

いっぽう、ペロブスカイト太陽電池は、透明や半透明のパネルとして製造することが可能です。

この特性によって、窓ガラスに設置しても室内に光をとりこみながら発電できます。

将来的には、オフィスビルの窓全体を発電パネルにする「ゼロエネルギービル」の実現も期待されています。

【メリット3】色の調整が可能

ペロブスカイト結晶は、組成を変えることで色を調整できるという特徴もあります。

建物のデザインや周囲の景観にあわせたカラーバリエーションを実現できるため、建材としての活用の幅がひろがります。

従来の黒や青のパネルではデザイン上の制約がありましたが、ペロブスカイト太陽電池であれば、建物の外観と調和した**建材一体型(BIPV)**の製品を開発できます。

【メリット4】設置場所が大幅に広がる

これまで説明してきたメリットを総合すると、ペロブスカイト太陽電池は設置場所の自由度が飛躍的に高まります。

従来のシリコン系で設置困難だった場所

ペロブスカイトで可能になる理由

耐荷重の小さい屋根

軽量なため荷重負担が少ない

建物の壁面・ファサード

薄くて曲げられるため貼り付け可能

窓ガラス

光透過性があるため採光を維持

曲面をもつ構造物

柔軟性があるためフィットする

車両・ドローン

軽量で形状に自由度がある

高速道路の防音壁

軽くて設置しやすい

国土がせまく、平地面積がかぎられる日本では、この設置場所の拡大は再生可能エネルギーの導入拡大において非常に重要な意味をもちます。

主なデメリット(寿命/耐湿・安全性・大面積化と品質ばらつき)

ペロブスカイト太陽電池には多くのメリットがある一方で、実用化にむけて解決すべき課題も存在します。

これらのデメリットを理解したうえで、今後の技術開発の進展を見守ることが大切です。

【デメリット1】寿命・耐久性の課題

ペロブスカイト太陽電池のもっとも大きな課題が、耐久性の低さです。

現時点での耐用年数は一般的に5~10年とされており、シリコン系太陽電池の20~30年とくらべると大幅に短くなっています。

ペロブスカイト結晶は、湿度や紫外線などの外的要因の影響をうけやすく、劣化しやすい性質をもっています。

屋外で長期間にわたって使用するには、現在の技術では十分な耐久性を確保することがむずかしいのが現状です。

ただし、この課題については急速に改善がすすんでいます。

積水化学工業は、2025年までに20年相当の耐久性を実現する方針を発表しています。

また、キヤノンは、ペロブスカイト層を保護する新素材を開発し、耐用年数を従来の2倍の20~30年に延ばせる見込みであると報じられています。

さらに、2025年9月からは横浜港・大さん橋において、高湿度や塩害環境下での耐久性を検証する実証実験もはじまっています。

【デメリット2】安全性への懸念

ペロブスカイト太陽電池の材料には、少量ながら鉛がふくまれています。

主な原料である「ヨウ化鉛」や「ヨウ化メチル」は、人体に対して有害性があり、万が一外部に流出した場合の安全性が懸念されています。

この課題に対しては、以下のような取りくみがすすんでいます。

  • 鉛を使用しない代替材料(AgBi2I7など)の研究
  • 鉛の流出を防ぐ封止技術の開発
  • リサイクルシステムの構築

桐蔭横浜大学では、人体に有害な鉛にかわる素材としてAgBi2I7に注目した研究がすすめられています。

また、積水化学工業やアイシンは、独自のフィルム封止技術やガラス封止技術で鉛の流出を防ぐ技術の開発をすすめています。

【デメリット3】大面積化と品質のばらつき

ペロブスカイト太陽電池は、小面積では高い変換効率を実現できますが、大面積化するとその効率にばらつきが生じやすいという課題があります。

太陽光発電で重要なのは、一定の発電効率を安定して維持することです。

しかし、現在の技術では、シリコン系太陽光パネルのようなサイズで製造した場合、発電効率が不安定になってしまいます。

この課題は、製造プロセスの精度に起因しています。

ペロブスカイト膜を均一に塗布・印刷することがむずかしく、膜厚や結晶構造にムラが生じやすいのです。

課題

現状

改善の取りくみ

寿命・耐久性

5~10年

封止技術の開発、20年耐久を目標

安全性(鉛)

少量の鉛を使用

代替材料の研究、封止技術の強化

大面積化

品質にばらつき

製造プロセスの自動化・精密化

変換効率(大型)

小面積より低下

タンデム型など新構造の開発

商用利用にむけては、これらの課題を解決しながら、安定した品質で大量生産できる体制を構築することが求められています。

市場流通はいつ?国内外の開発と政府支援

ペロブスカイト太陽電池は、いつごろから市場で購入できるようになるのでしょうか。

ここでは、商用化から本格普及までのロードマップと、国内外の企業動向、政府の支援策についてくわしく解説していきます。

市場流通の見通し(商用化・試験販売・本格普及までのロードマップ)

ペロブスカイト太陽電池の市場化は、いよいよ本格的に動きはじめています。

**2025年は「事業化元年」**ともいわれており、国内外で具体的な製品やプロジェクトが登場しはじめています。

世界初の商用出荷は、英国のOxford PV社によって2024年9月に実現しました。

同社は、ペロブスカイトとシリコンを組みあわせたタンデム型パネルを出荷し、24.5%(記録値26.9%)クラスの変換効率を達成しています。

日本国内でも、市場化にむけた動きが加速しています。

時期

動き

備考

2024年4月

中国製ガラス型の試験販売開始

モリベニが極電光能と業務提携

2024年9月

Oxford PV社が世界初の商用出荷

タンデム型、変換効率24.5%

2024年12月

積水化学工業が量産化を決定

新会社「積水ソーラーフィルム」設立

2025年

積水化学が事業化開始

少量の商用化からスタート

2025年

大阪・関西万博で実証展示

バス停の屋根、スマートウェアなど

2026年

パナソニックが試験販売予定

フィルム型の実用化

2027年

積水化学が100MW製造ライン稼働予定

本格的な量産体制へ

2030年

GW級の製造ライン構築目標

政府目標の達成にむけて

2040年

約20GWの導入目標

原発20基分に相当

積水化学工業は、2024年12月にペロブスカイト太陽電池の量産化にむけて新会社「積水ソーラーフィルム株式会社」を設立しました。

2025年に「少量の商用化」からスタートし、2027年に100MW製造ラインの稼働、2030年にはGW級の製造ライン構築を目指しています。

ただし、同社の加藤敬太社長は、街中への本格的な普及には「10年の期間を要する」とも発言しています。

したがって、一般消費者が家庭用としてペロブスカイト太陽電池を購入できるようになるのは、2030年代以降になる見込みです。

現段階では、まず法人向けや特定の用途(建材一体型、インフラ設備など)から導入がはじまり、徐々に市場が拡大していくと予想されています。

世界市場の規模については、2023~2024年は約2億~4億ドルとまだ黎明期にありますが、2030年代にかけて**年平均成長率(CAGR)40~70%**という爆発的な成長が見込まれています。

国内外企業の動向と補助金(日本の戦略・導入支援のポイント)

ペロブスカイト太陽電池の開発競争は、国内外で激化しています。

日本は「フィルム型」の技術開発で世界をリードしており、政府も大規模な支援をおこなっています。

【国内主要企業の動向】

企業名

おもな取りくみ

特徴・強み

積水化学工業

2025年事業化、2030年GW級量産

フィルム型のロール・ツー・ロール製造

パナソニック

2026年から試験販売予定

ガラス基板型インクジェット塗布技術

東芝

大面積フィルム型を開発

世界最高の変換効率16.6%(大面積フィルム型)

キヤノン

耐久性向上の新素材を開発

寿命20~30年を実現する封止材

エネコートテクノロジーズ

京大発スタートアップ

タンデム型で変換効率29.7%達成

ペクセル・テクノロジーズ

桐蔭横浜大発ベンチャー

成膜技術の自動化

積水化学工業は、独自の「ロール・ツー・ロール方式」によって、発電層形成や電極加工を一連の工程でおこない、品質の安定と生産効率の向上を両立させています。

東芝は、2025年に阪神高速の高架下や建築物壁面で、従来のシリコン太陽電池との発電量比較をおこなう実証実験を開始する計画です。

京都大学とオックスフォード大学の共同研究では、2024年12月に「タンデム型」で変換効率**最大29.7%**を達成したと発表されました。

これは、住宅用シリコン太陽電池の最高クラス(約22.5%)を大きく上回る数値です。

【海外企業の動向】

海外でも、開発競争はますます激化しています。

  • 英国 Oxford PV社:2024年9月に世界初の商用出荷、タンデム型で変換効率26.9%を記録
  • 中国 極電光能(ウトモライト):ガラス型ペロブスカイト太陽電池の量産を開始
  • 中国 Trina Solar:2025年4月にOxford PVと特許ライセンス契約を締結

中国の太陽光市場は年間約500億ドル規模とされ、2030年には1,000億ドルへ拡大すると見込まれています。

【政府の支援策と目標】

日本政府は、ペロブスカイト太陽電池を再生可能エネルギー拡大の切り札として位置づけ、大規模な支援をおこなっています。

2024年11月に策定された「次世代型太陽電池戦略」では、以下の目標が掲げられています。

目標年

発電コスト目標

その他の目標

2025年

20円/kWh

事業化開始

2030年

14円/kWh

GW級の製造ライン構築

2040年

10~14円/kWh以下

約20GWの導入(原発20基分)

具体的な支援策としては、以下のようなものがあります。

  • GI基金(グリーンイノベーション基金):次世代型太陽電池の開発プロジェクトに648億円を支援
  • GXサプライチェーン構築支援事業:積水化学工業のプロジェクトに総事業費3,145億円の50%を補助
  • FIT買取価格の優遇:2025年度からペロブスカイト太陽電池に対して10円/kWh以上の優遇買取価格を設定予定

とくに注目されるのは、積水化学工業への補助率**50%**という数字です。

大企業としては異例の高補助率であり、政府がこの技術の普及にどれほど力をいれているかがうかがえます。

また、2024年12月に策定された「第7次エネルギー基本計画」では、2040年に次世代太陽電池の導入目標を約20GWと設定しています。

これは、家庭の電力使用量の約1割を次世代太陽電池でまかなう計算になります。

日本がもつ原料(ヨウ素)の優位性と、フィルム型の製造技術のリードを活かし、オールジャパン体制でグローバル市場への展開を目指す戦略が本格化しています。

まとめ

ペロブスカイト太陽電池は、従来のシリコン系太陽光パネルとはまったくことなる特性をもつ、次世代の太陽電池技術です。

薄い・軽い・曲がるという革新的な性質によって、これまで設置がむずかしかった建物の壁面や曲面、窓ガラスなどにも対応できるようになります。

弱い光でも発電でき、製造コストも大幅に削減できる可能性があるため、再生可能エネルギーの導入拡大において大きな期待がよせられています。

いっぽうで、耐久性や安全性、大面積化にともなう品質のばらつきなど、解決すべき課題も残されています。

しかし、これらの課題については、国内外の企業や研究機関によって急速に改善がすすんでおり、2025年には積水化学工業をはじめとする複数の企業が事業化を開始する見込みです。

日本政府も、2040年までに約20GW(原発20基分)の導入を目標に掲げ、大規模な補助金や優遇制度をもうけて普及を後押ししています。

ペロブスカイト太陽電池は、日本発の技術であり、主要原料のヨウ素も国内で豊富に産出されます。

エネルギー自給率の向上と、脱炭素社会の実現にむけて、今後ますます注目があつまることはまちがいありません。

一般家庭への本格的な普及にはまだ時間がかかりそうですが、技術開発の進展と市場の動向を注視しながら、将来の導入を検討してみてはいかがでしょうか。

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