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太陽電池技術開発の本質と展望、そして、グリーンエネルギー社会実現への道筋を示す
【西安（中国）2022年9月16日PR Newswire】LONGi（ロンジ、本社：中国西安市）の創業者兼会長、そしてLONGi・R&D中央研究所の所長でもある李振国（り・しんこく、Li Zhenguo）が執筆した「太陽光発電技術の展望」というタイトルの研究論文が、中国工学院の学術誌である「エンジニアリング」に掲載されました。この論文では、太陽電池技術の開発シナリオとその将来展望を、開発動向と発電システム利用の広がりの観点から考察しています。
2015年に創刊されたエンジニアリング誌は、工学科学技術の主要な成果の発表と情報交換のためのハイレベルなプラットフォームを提供し、工学科学技術の最先端の進展を報道し、工学科学技術の発展を促進することを目的としています。
エンジニアリング誌は サイエンス・サイテーション・インデックス (SCI) と エンジニアリング・インデックス(EI) に収録されています。また、JCR(Journal Citation Reports)のインパクト・ファクターは12.834 (2021年) で、エンジニアリングの学際分野の92誌中1位にランクされ、関連分野で世界的に大きな影響力を持ち始めています。中国の科学技術誌優秀プログラムの主要雑誌として、エンジニアリング誌は、国から大きな支援を受けています。
李振国は研究論文の中で、技術の革新は太陽光発電産業の発展を支える基盤であり、世界的な低炭素エネルギーシステムの形成を促進し、最終的にカーボン・ニュートラルを達成する上で不可欠な役割を果たしていると述べています。 今後数年間、太陽光発電技術は引き続き電力変換効率 (PCE) を向上させ、太陽光発電の発電コストを削減し、太陽光発電産業の規模を拡大していくと考えています。
変換効率の向上
高い変換効率と低いLCOE（均等化発電原価) は太陽光発電の競争力を支えていますが、これらはどちらも太陽光発電業界の技術進歩に依存しています。
李振国は研究論文の中で、単結晶シリコンセル技術の急速な発展に伴い、太陽光発電エネルギーは世界で最も経済的な再生可能エネルギー源のひとつとなり、世界のエネルギーシステムにおける太陽光発電エネルギーの割合は上昇し続けていると述べています。
図1. 太陽光発電の過去10年間の発展と将来の展望
研究論文によると、先進的な実験室レベル技術の応用と新技術のブレークスルーにより、商用の結晶シリコン太陽電池の変換効率は改善し続けるだろうとのことです。
また、今後10年間、結晶シリコン太陽電池は太陽光発電業界の主流技術ルートであり続けるでしょうが、28%よりも高いセル変換効率を達成するには、セルの光発電変換効率に影響を与える要因を深く理解する必要があり、更にこれらの要因を効果的に制御する方法を探らないといけません。
ペロブスカイト太陽電池の寿命と大面積での効率低下が今後数年で効果的に改善されれば、ペロブスカイト/結晶シリコン・タンデム型太陽電池は将来的に高効率太陽電池の主流になると予想されます。
したがって、太陽光発電産業は、変換効率改善の本道に目を向け、セルの新しい材料と技術の研究開発投資を強化し、科学技術革新の基礎を築き、コスト削減と利益増大に取り組み、太陽光発電産業の競争力を高め、そして、クリーンエネルギーの大規模導入を促進する必要があります。 これは、太陽光発電産業の発展において、現在と将来の最優先事項になります。
太陽光発電利用シーンの広がり
エネルギーシステム全体における太陽光発電エネルギーの割合は急増しています。 しかし、電力網におけるこの太陽光発電の割合が増加する一方で、太陽光発電エネルギーの地域間格差が課題になっています。 この課題を克服するために、太陽光発電やその他の再生可能エネルギー (水力、風力など) によるマルチ・エネルギー補完システムが採用されています。 さらに、物理的（水力発電）、電気化学的（バッテリー）、化学的（水素）アプローチを含む、さまざまな蓄電装置と構成される拡張太陽光発電システムも登場しています。
図2. 未来のグリーンエネルギー世界のための統合エネルギーシステム
太陽光発電エネルギーの継続的なコスト削減により、PV-EC(太陽光発電-水電解セル)ルートはグリーン水素製造の最も安価な方法になると予想されます。 一方、将来のグリーン水素に対する膨大な需要は、太陽光発電産業の発展に大きなチャンスを与え、太陽光発電エネルギーのコストをさらに削減していきます。
李振国は、長期的には、グリーン水素が深く関与する「太陽光発電 +」システムが、社会全体の脱炭素化と持続可能な発展への鍵だと考えています。
資源の有無ではなく産業の有無へ
太陽光発電産業の発展は、世界的に無視できない勢いで世界のエネルギー事情を変化させています。地球上に降り注ぐ太陽光エネルギーの分布は、従来の化石燃料よりもバランスよく分布しており、更に資源量は無限です。
中国・クブチ砂漠におけるLONGiの「PV+砂漠化防止ガバナンス」実証プロジェクト
世界中の砂漠地帯の1%を太陽光発電に利用できれば、全人類のエネルギー需要を満たすことができ、タクラマカン砂漠の4分の1に太陽電池モジュールを設置すると総発電量は、現在中国の電力消費量に相当します。
李振国は、「太陽光発電+」システムが成熟すれば、特定の地域における太陽光発電エネルギーの断続的および非連続的な性質がもたらす課題を徐々に克服し、世界のエネルギー産業が左右されるものは、資源の有無ではなく産業の有無に変化していくことでしょう。
ロンジ・グループ（LONGi Green Energy Technology Co., Ltd.）について】
2000年設立のLONGiは、世界有数の太陽光発電テクノロジー企業として、エネルギー転換のシナリオを自ら描き、顧客視点の価値創造に注力することを使命としています。「太陽エネルギーを利用してグリーンエネルギーの世界を創る」という使命と「堅実で信頼できる技術リーダーシップ」というブランド哲学のもと、LONGiは技術革新に専念し、単結晶シリコンウェハ、セル・モジュール、商業・産業用分散型太陽光発電ソリューション、グリーン電力ソリューション、水素設備という5つの事業分野を構築しています。同社はグリーン電力を提供する能力を磨き、最近ではグリーン水素の製品及びソリューションも加え世界のゼロ・カーボン化を支援しています。 www.longi.com/en
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（日本語リリース：クライアント提供）
