この連載も今回が最期です。最期につきまして、今後の太陽電池の展望について書いてみようかと思います。

　まず太陽電池はこれから伸びるかどうかといったら、少なくとも現状よりは利用が増えると思います。特に宇宙開発の分野では大きなエネルギー源として期待されていますし、むしろ開発が急がれると思います。しかし連載中にも書いたとおり、地球圏においては主電源としてではなく、補助電源としての使用が限度なのではないかと思います。

　技術革新についてはあちこちでまだまだ発電効率が上がる可能性があると述べられており、非常に期待できると思います。ただ私なんて変わり者なので、一般に広まっているシリコン型の太陽電池よりも、ちょっと変り種に属する色素増感型太陽電池の方に期待しちゃったりしています。
　この色素増感型太陽電池というのはその名の通り、色素を使って発電する太陽電池のことです。通常のシリコン型と比べてまだまだ発電効率が低いのですが、シリコン型と違ってシリコンを使わない、つまり半導体を使わず色素による電子の吸収、移動を行うというなかなか聞いてて楽しそうな構造をしています。中身については私もまだあまり理解していないので、興味のある方は最後のリンク先を覗いてみてください。

　同じく技術革新という点で、富士電機システムズのアモルファス型太陽電池も見ていて興味を書き立てられます。ここの太陽電池は通常、ガラスを基盤に使うところをプラスチックフィルムを代用することによって、なんと折り曲げられます。でもって軽い。なのでそれこそ壁面だろうと電柱だろうと余裕で撒きつけられるので、これまで形状から導入が難しかった場所へも一気に用途が広がります。一応企業なので、怖いからリンクは敢えて貼りません。面白いので、こちらも興味のある方は検索して調べてみてください。

　以上のように、太陽電池についてあれこれまとめてみました。はっきりいってこういった分野は私にとって畑違いなのですが、よく科学ジャーナリストの記事などを見ていると、このような理系の内容を文系が如何にして伝えるべきかというのをこのところよく感じており、わからないからという理由だけで取り組まないよりも、わかる範囲だけでも記事にするべきじゃないかと思い、一つ試しのつもりで書いてみました。
　恐らく私が誤解している部分や、実際には間違っている部分などは多々あるでしょうが、それなりに書いてみて満足はしています。

　唯一惜しむらくは、これを書いているこの三日間はちょっとプライベートの方でめちゃくちゃイライラさせる事件が起こり、ちょっと文体にも影響しているのではないかという懸念があります。実際読んでみると、昔の躁鬱っぽい状態の頃のように文章によって妙にテンションが跳ね上がっているのが見受けられます。別に悪いことじゃないんだけど。

　　参考サイト
色素増感太陽電池ホームページ：http://kuroppe.tagen.tohoku.ac.jp/~dsc/cell.html

　早いものでこの連載も五回目。一回目は確かに苦しんだけど、その後は文量も少ないしさくさくいってます。

　さて先月あたりに経済誌をにぎわせた太陽電池の話題といったら、何よりもその発電量順位の変動でしょう。太陽電池は生産量よりもその製造メーカーがこれまで作ってきた太陽電池でどれほど発電したかで順位が決められるのですが、これまでこの発電量では日本のシャープが常に一位でしたが、去年にとうとうドイツの「Ｑセルズ」に追い抜かれてしまいました。

　この順位の変動に対して各誌では、太陽電池に対する国の政策が変動を促したと主張されています。その政策の違いですが、日本は２００４年まで太陽電池の住宅設置に対して補助金を出してきたのですがそれも２００５年に打ち切られ、それに対してドイツでは太陽電池で発電した電気を電力会社に買い取らせる場合、環境保護を名目に通常の電気料金に対して割り増しで買わせる法案を通し、その結果このような順位の変動が起きたというわけです。

　しかし、ひねくれ者の私はというとこの意見とは別の意見を持っています。確かに今の意見も一つの原因でしょうが、それ以上に大きな理由となっているのは、昨日にも書きましたが原材料のシリコンの確保が大きいのではないかと思います。
　昨日に書いたとおり、ここ数年で急激に太陽電池の生産量が増えてしまい、慢性的にシリコンが世界で不足する事態となっています。しかしドイツのメーカーはあらかじめシリコンを生産現場から毎年一定量を購入する契約を結んでいたため自分らの分は確保しており、それに対してその場その場で購入してきた日本は不足によって一気に買えなくなってしまったというのです。恐らく、国の政策如何よりもこちらの原因の方が大きいのではないかと私は考えています。

　ちなみに、日本の太陽電池政策でもドイツのように太陽電池発電の電気を割り増しで電力会社に買わせるという政策が協議されているようなのですが、東京電力がどうも反対をしているようです。あまり詳しく調べていませんが、私は現時点で東京電力の肩を持ちます。その理由というのも、目下のところ原発が事故を起こしたせいでなかなか稼動できず、また原油高で非常にコストが高まっている状況下でこれ以上圧迫かけたらちょっと可哀そうかな……というのがその理由です。

　前回に引き続き太陽電池です。といっても、前回を書き終えたのはほんの一分前ですが。
　さて今回では太陽電池の現状における弱点をいくつか紹介します。まず、これはどの経済誌にも今書かれている内容でしょうが、現在この太陽電池の生産が世界中で一気に行われているため、太陽電池の主材料となる半導体の材料のシリコンが需要に追いつかないという状態です。詳しくはわかりませんが、昔からこの太陽電池は生産がなかなか伸ばせられないと言われていたので、すぐに作れといわれてもなかなかできないという性格を持っている製品のようです。

　次に発電についての弱点ですが、まず第一に言えるのが発電量をコントロールできないということです。太陽電池は光があってなんぼです。なので夜間や雨、曇りの日には鋼の錬金術師の大佐みたくなんの役にも立ちません。特に日本では夜間の発電量が他国と比べて比較的高いため、この太陽電池一つですべての発電をまかなおうとしても非常に難しいでしょう。

　私などはこの辺は割り切って、たとえば真夏の昼間などのように電力需要が最も高くなる時間帯の補助電源として太陽電池は使えばいいと考えています。しかし何度も言うように太陽電池単体、もしくはそれを主力にして発電を行っていこうという考え方はやはり好きになれません。

　この発電量がコントロールできないという点についてさらに言及すると、太陽電池は名前こそ「電池」といいますが、実は発電した電気を蓄えておくことができません。そのためどれだけ昼間に発電してその電気が余ったとしても、目下のところ夜間にその電気を使うことはできません。
　この点に関しておととい、友人がダムにその電気を回せばいいじゃないかと教えてくれました。その友人によると、ダムというのは発電量が余っている時は、発電時とは逆に電気を使って水を吸い上げるそうです。そうして吸い上げた水を発電時とは逆に水車を回すことによって、電気を使いながら電気を発電する、というような動作をして電気を蓄えているそうです。今まで全然知らなかったけど。

　もしそれで電気が蓄えられるのなら何も問題はないのですが、私は恐らくこの「蓄える」という点が今後の太陽電池を左右する場所だと考えています。一部のサバイバル用の野外で使う太陽電池にはバッテリーが組み込まれているそうですが、それでも使用の際に十分な量は蓄えられないとのことです。
　逆を言えば、この太陽電池に組み合わせて使える充電池、もしくは高性能なバッテリーが開発されれば、それこそ昼間発電夜間使用というように夢のサイクルの実現も目に見えてくるのではないのかと思います。現在各企業では太陽電池自体の開発にいそしんでいますが、むしろこの充電池の開発の方が夢もあるしビジネスチャンスも大きいのではないかと素人ながら思います。

　この連載も三回目です。多分ここが一番私が書きたかった内容です。

　さてこの太陽電池、今年に入りテレビＣＭやら環境番組などで急激に取り上げられるようになってきたと思いませんか。太陽電池自体はなにもつい最近に発明されたわけでなく、確かに技術革新は進んでいるとはいえ何故こうも急激に取り上げられるようになったのか、私は以前から不思議に思っていました。

　仮説として最初に挙がったのは、やはり環境問題でした。エコなエネルギーとして開発が期待されている燃料電池や原発と違い、太陽電池は作ってしまえば燃料は一切ゼロ、ランニングコストが一切かからずまた余計な排出物を出さないということで最大のエコエネルギーと言われており、環境意識が高まる中で急激に広がって今のようなブームになったのか、というように最初は感じました。

　しかし、環境問題というのは基本的に胡散臭いものと考えている私にとって、こんな話をそうやすやすと受け取れるものではありません。そこでいろいろ調べてみて私なりに出した結論というのが、このブームは半導体の価格値下がりが原因であるのではないのかというところにたどり着きました。

　ここでぱっといいましたが、皆さん、ここ数年でパソコンがまたえらく安くなったと思いませんか。この原因はパソコンの材料に使う半導体の価格がここ１、２年で急激に下がっているのが原因です。そのためこれまで半導体を作ってきた企業はどれも利益が減り、日本企業では大幅な投資を行って巻き返しを図っている東芝を除きほとんどのメーカーでコンピューター向けの半導体生産を縮小、あるいは撤退をしています。ソニーなんてＣＥＬＬ工場丸ごと東芝に譲り渡したし。

　企業としてはこのまま半導体を作っててもどうしようもない。そこで出てきたのが、この太陽電池というわけです。
　この太陽電池は昨日までの連載で説明したように、主材料は半導体です。そのため、これまでコンピューター向けの半導体を作っていた工場や施設に軽く手を加えることですぐに生産できる代物なため、コンピューター向け半導体より利益の狙える太陽電池へとシフトしていったのが恐らく実情でしょう。実際に大メーカーだけでなく、コンピュータ向け半導体の一次材料、二次材料を作ってきたメーカーも太陽電池の生産に乗り出しています。そのため環境問題というのは二の次の大義名分、もしくは単なるパフォーマンスというのが実情だと思います。それ言ったら環境ＰＲすべてそうだろうけどさ。

　おまけにこの太陽電池は何度も言っているように技術革新が続き、このところは１〜２年くらいで設置コストを上回る発電量が期待できるようになったため、大幅な設備投資が行われるという予想もあってこう毎日シャープなどのテレビＣＭで拝めるようになったのでしょう。因みに先ほどの設置コストというのは、

　太陽電池の設置にかかる費用＞発電した分の電気代

　です。つまり、設置する際にある程度まとまったお金がかかりますが、大体１、２年くらいでその分の費用以上に電気代を節約できるということです。特に最近は余った電気を発電会社に逆に買わせることもでき、ますます費用対効果が高まっているといわれています。

　ここまで書くと、なんてすばらしい太陽電池、燃料はいらないし環境にもやさしい……という風に思われるかもしれませんが、もし本当にそうだったらこんだけ環境問題で前のサミットのようにもめたりはしなかったでしょう。おいしい話には必ず落とし穴があります。次回はその落とし穴、といっても私も素人なので多分まだまだ私の知らない落とし穴があると思いますが、ひとまずわかる範囲で太陽電池の弱点を開設します。

　昨日に引き続き太陽電池についてです。前回は一番ややこしい原理をわんこそばに無理やりたとえて説明しましたが、今回も昨日ほどではないにしろ、すこしややこしい構造の部分です。現段階で言うのもなんですけど、本当に書きたいのは何故今太陽電池がよく話題に上るのか、そういった社会的な面を書きたいのですがいきなり書いても仕方ないですしね。

　それで種類なのですが、一口に太陽電池と言ってもいくつか系統に分かれています。種類分けの目安となるのは主に原材料で、まず大まかに分けて、

１、シリコン系
２、化合物系
３、有機系

　以上の三つに分かれます。一般に言われている太陽電池というのはまず間違いなくシリコン系を指しているので、本解説ではシリコン系に限って解説します。なお、三番目の有機系に属する「色素増感太陽電池」というのは見ていてなかなか面白いので、別の回にて説明します。

　それでシリコン系ですが、これはその名の通りにシリコンを原材料にします。シリコンというと私はちょっと前まで女性の豊胸手術や顔面整形の頬に入れるだけの物質かと思っていましたが、最近になって多方面に使用されているということがよくわかってきました。いくつか例を挙げると、一部のプラスチック製品や金属の金型、そして今回の太陽電池のように半導体材料として使われています。

　恐らく、このシリコンは半導体材料として使われる量が最も多い材料でしょう。加工が容易で手に入りやすく、その上半導体の材料となれる電子を通したり通さなかったりする物質なので、非常に需要が高い物質です。原材料は珪石といって、昔は「火打ち石」と呼ばれていた鉱物から作ります。これは鉄と同様に地球上に数多く存在する物質で、多分このネタでも記事が一本書けるんですが、実は日本はこの珪石を中国から大半を輸入しています。

　そんなシリコンから作られる太陽電池ですが、ここでもまた種類が分かれます。まず、よく民家の家の屋根などに取り付けられている太陽電池は、いわゆる結晶型の太陽電池が使われております。この結晶型はさらに「単結晶型」と「多結晶型」と、材料に使われるシリコンの純度によってまた分けられており、単結晶型というのは高純度のシリコンを材料に使うためコストも比較的割高なのですが、その分発電量を左右する変換効率は高いとされています。
　それに対して多結晶型は純度の低い安価のシリコンで作られますが、単結晶型に比べると変換効率は低くなります。しかし変換効率は低いものの、コスト面では絶大な力を持っており、現在の太陽電池の主流となっているのはこの多結晶型で、さらに近年はネックだった変換効率も高く向上しており、この面で単結晶型に迫ってもきているといいます。

　これら結晶型に対して、ある意味一番身近な太陽電池がもう一つの「アモルファス型」太陽電池です。このアモルファス型は主に小型精密機器に使用されており、電卓などについている太陽電池はほぼ間違いなくこのアモルファス形です。先ほどの結晶型と比べると変換効率は非常に低いのですが、結晶型と違い光の波長が短波でも（太陽光は長波）電気へと変換できるので、蛍光灯の明かりでも使用できるのが大きな問う口調です。材料のコストも低いのですが、太陽光を浴び続けると劣化してしまうのとその変換効率の低さゆえにこれまで大きな需要へとは至らなかったのですが、こちらも技術の進歩によって劣化対策が進み、現在では主に「多接合型太陽電池」などに組み込まれるようになっております。

　この、今出た多接合型太陽電池というのは、複数の光の波長に対して対応させるために作られた構造のことをさしています。先ほどアモルファス型の説明で出ましたが、アモルファス型は短波の光に対応しているように、各太陽電池の種類もそれぞれ変換できる光の波長が決まっています。そのため、対応している波長の違う太陽電池を一つの装置に組み込むことによって、文字通り光を余すところなく電気へと変換できるようになるので、こうして組み合わさって作られているのがこの多接合型太陽電池です。このように複数の太陽電池を組合わすことによって近年の変換効率の上昇率が飛躍的に高まっていったとされます。

　ようやく太陽電池の説明が終わったなぁ。明日からようやく書きたい内容が書けるよ……。