• Home
• 太陽光パネル
• ペロブスカイト太陽電池とは？普及しない理由と実用化について

2023年11月06日

ペロブスカイト太陽電池とは？普及しない理由と実用化について

• 太陽光パネル

要点｜ペロブスカイト太陽電池

ペロブスカイト太陽電池とは、軽量で薄く曲げられる次世代の太陽光発電技術です。製造プロセスがシンプルでCO₂削減効果が高く、地球温暖化対策の切り札として期待されています。

現状と話題性：2025年時点ではまだ普及していません。理由は耐久性などの課題です。しかし2025年頃から国内で事業化が始まり、2030年までの一般販売、本格普及していく、市場拡大への動きが見られます。

建物の壁や自動車など、導入場所が一気に広がる可能性があり、社会を変える技術として注目されています。

この記事で分かること：ペロブスカイト太陽電池とは何か、なぜ普及しないのか、実用化はいつか、今すべきことは何かを解説します。

参考情報：資源エネルギー庁（前編）、同（後編）、産総研マガジン

ペロブスカイト太陽電池とは？

結晶構造と主な原料

「ペロブスカイト」とは、ABX₃という形の“並び方”をした結晶のことです。

原子がサイコロ（立方体）の形にきれいに並んでいて、そのおかげで光をとても効率よく吸収できる材料になっています。

主な原料：ヨウ素（日本は世界第2位の生産量）、鉛、有機化合物

日本が強みを持つヨウ素が主原料という点は、エネルギー安全保障の観点から大きなアドバンテージです。シリコン太陽電池の主原料であるシリコンは海外依存度が高いのに対し、ペロブスカイトは国内資源を活用できます。

また他にもエコな強みとして、ペロブスカイトは100〜150度程度の低温で製造できます。

シリコン太陽電池が1,000度以上の高温処理を必要とするのに比べ、製造時のエネルギー消費が劇的に少なく、CO₂排出の削減に直結します。

発電の仕組みと層構造

ペロブスカイト太陽電池は、複数の薄い層を重ねた構造です。透明電極、電子輸送層、ペロブスカイト層（光吸収層）、正孔輸送層、裏面電極の5層で構成されます。

発電の流れ：太陽光がペロブスカイト層に当たると光のエネルギーで電子と正孔が生まれ、それぞれの輸送層へ移動し、電極へ流れることで電気として取り出されます。

わずか数百ナノメートル（髪の毛の1000分の1程度）という薄さでも、太陽光を効率よく電気に変換できます。さらに弱い光でも発電しやすく、曇りの日や室内照明でもある程度発電できます。

※正孔（せいこう）は、電子が抜けてできた“プラスの電気の通り道”のことです。

シリコン太陽電池との違い

2025年時点で、ペロブスカイトは研究レベルで26.7%の認証効率を達成し、シリコンに匹敵します。シリコンと組み合わせた「タンデム型」では34%超の高効率も実現されています。

参考情報：資源エネルギー庁（前編）、産総研マガジン、産総研PDF

メリットとCO₂削減のポテンシャル

軽くて薄く曲げられる

ペロブスカイト太陽電池の最大の魅力は、軽量性と柔軟性です。フィルム状に加工できるため、従来では想像もできなかった場所に設置できます。

導入できる場所：ビルの壁面や窓ガラス、曲面を持つ建築物、自動車の屋根、重量制限のある既存建物、災害時の仮設住宅など

上記の通り、街中のビル壁面が大部分が発電パネルになるなんていう未来も想定でき、都市全体が発電所になる日が来るかもしれません。

製造プロセスがシンプル

ペロブスカイトは、印刷技術に近い方法で製造できます。液体を塗布し、低温で乾燥させるだけで完成します。

資源エネルギー庁の資料によれば、製造時のエネルギー消費はシリコンの数分の1に抑えられる可能性があります。製造設備もシンプルで済むため、初期投資やコストの低減も期待されているのです。

日本に有利な資源・原料

主原料の一つであるヨウ素は、日本が世界第2位の生産量を誇ります。チリと日本で世界のヨウ素生産の大半を占めており、日本は千葉県などの天然ガス田から採取しています。

エネルギー安全保障という観点から、この違いは極めて重要です。国内資源を活用できるペロブスカイトは、持続可能で安定したエネルギー供給体制の実現に貢献する可能性を秘めています。

参考情報：エネルギー白書2024、NEDO資料、資源エネルギー庁パンフレット

なぜ普及しない？現状の課題

一番の課題は「寿命と耐久性」

ペロブスカイト太陽電池が2025年時点でまだ普及しない最大の理由は耐久性の弱さです。

シリコン太陽電池は屋外で25〜30年の使用実績がありますが、ペロブスカイトはまだその水準に達していません。

「最大の課題は水分と酸素への弱さです。」

ペロブスカイト材料は湿気に触れると分解しやすく、長期間の屋外使用に耐える封止技術の確立が急務となっています。

現在の対策：高性能な封止材の開発、保護層の多層化、耐候性を高めた材料への改良が進められています。

産総研の資料によれば、実験室環境では1万時間以上の安定動作も確認されていますが、実際の屋外環境での長期耐久性はまだ検証段階です。

ただし、研究は着実に前進しています。2025年には寿命を10倍改善する技術や、1,000時間後も90%の効率を維持する保護層技術が報告されており、解決への道筋は確実に見えてきています。

鉛など原材料の環境影響

現在のペロブスカイト太陽電池の多くには鉛が使われています。
鉛は環境や健康への影響が懸念される物質であり、廃棄時の処理やリサイクル体制の構築が不可欠です。

実は、鉛の使用量自体は非常に少量です。それでも環境への影響を考えると、鉛フリー材料の実用化や確実な回収・リサイクル体制の確立が普及の前提条件となります。

産官学が連携して解決策を進めており、安全性の高い次世代材料の開発も加速しています。

大面積モジュール化の難しさ

実験室の環境下で使われる小さなテスト用のセルでは、高い性能を示すペロブスカイトですが、実用サイズの大面積モジュールにすると、性能が低下するという技術的なハードルがあります。

研究レベルで26.7%の変換効率も、実用サイズでは15〜20%程度に下がることが多いのが現状です。これが量産・実装への大きな壁となっています。

性能低下の主な原因：大面積への均一な塗布が難しい、面積が大きくなると電気抵抗が増加する、製造時の微細な欠陥が発生しやすい

この課題を解決するため、印刷技術の高度化、電極パターンの最適化、品質管理技術の向上などが進められています。2025年以降、これらの技術が成熟することで、実用化への道が開かれると期待されています。

参考情報：産総研マガジン、産総研Q&A、NEDO資料

実用化はいつ？市場の見通し

国の戦略に見るタイムライン

「いつになったら使えるのか」。これが最も気になる疑問でしょう。国が策定したロードマップから、実用化への道筋を見ていきます。

国の戦略タイムライン

経済産業省の「次世代型太陽電池戦略」によれば、2025年頃から事業化が始まり、2030年までの社会実装、そして2030年代の本格普及を目指し、官民が一体となって投資を進めています。

特に2025〜2030年は「実証から実装への移行期」と位置づけられており、ここが正念場です。

具体的には、建材一体型（BIPV）や自動車への搭載など、軽量・柔軟性を活かせる用途から先行導入される見通しです。

市場規模の予測

市場の拡大予測も、期待の大きさを物語っています。

富士経済の調査によれば、ペロブスカイト太陽電池の世界市場は2025年の約1,500億円から2040年には約4兆円規模に達すると予測されています。ペロブスカイトはその有力候補として、国内外で熱い視線を集めているのです。

市場拡大のドライバー：地球温暖化対策の強化、エネルギー価格の変動への対応、設置場所の多様化、製造コストの低減

ペロブスカイト太陽電池を含む次世代型太陽電池の開発には、NEDOのグリーンイノベーション基金から予算上限648億円が投入されています。この国家戦略の本気度が、実用化を後押ししています。

電気料金・CO₂・地球温暖化へのインパクト

実用化が進めば、社会に与えるインパクトは計り知れません。

期待される効果：電気料金の負担軽減、CO₂の大幅削減、エネルギー自給率向上、新産業の創出

特に電気料金への影響は重要です。近年、電気料金の値上げが家庭や企業の負担となっていますが、太陽光発電の導入拡大は料金上昇リスクへの有効な対策となります。

ペロブスカイトが普及すれば、設置可能な面積が増えるため、より多くの人が電気料金の削減効果を享受できるようになると想定されます。

地球温暖化対策としても、製造時のCO₂排出が少ないペロブスカイトは理想的です。ペロブスカイトの低CO₂製造という特性は、真の意味での持続可能な社会の実現に貢献します。

参考情報：経済産業省・次世代型太陽電池戦略、NEDO資料

ペロブスカイト開発について

国内企業の取り組みと産官学連携

ペロブスカイト太陽電池の開発は、日本が世界をリードする分野の一つです。国内の主要企業が産官学連携で技術開発を加速させています。

主な国内企業の取り組み

• 積水化学工業 → フィルム型ペロブスカイトの量産技術を開発。2025年に商業化を開始し、2027年4月に100MW生産ライン、2030年に1GW体制を構築予定。
  堺市に900億円を投資し、世界初の高層ビル外壁への1MW超設置など複数の実証プロジェクトを展開
• 東芝 → 大面積モジュール化技術で高い変換効率を実現。150の官民組織からなるコンソーシアムを主導
• カネカ → タンデム型の開発で世界最高水準の効率を達成
• エネコートテクノロジーズ → 京都大学発スタートアップで、建材一体型製品の実用化を推進
• リコー → 印刷技術を活かした製造プロセスを開発。大和ハウス・NTTアノードエナジーとのコンソーシアムで2030年度までに300MW体制を構築

中国・欧州・アジアの企業動向

世界に目を向けると、開発競争は激しさを増しています。

海外の動向

• 中国 → GW級の量産ラインを次々と構築、低コスト化で攻勢。UtmoLightは2025年3月に18.1%効率の大型モジュールを150MW規模で生産開始
• 欧州 → 環境規制を背景に、鉛フリー材料の開発をリード。オックスフォードPV（英国）は2024年9月に米国向け商用出荷を開始（効率24.5%）
• 韓国 → ディスプレイ技術を活用した柔軟型パネルを開発

大阪・関西万博での実証

2025年の大阪・関西万博は、ペロブスカイト太陽電池の実力を世界に示した事例になります。

万博での実装例

• 積水化学 → 250メートルの西ゲートバスターミナル屋根に世界最大規模の設置。曲面屋根に対応するフィルム型で、重量はシリコンの10分の1
• 豊田合成・エネコートテクノロジーズ・セーレン → 太陽電池内蔵ベストを約10名の万博ガイドスタッフが着用。4枚の超薄型セル（各4グラム以下）を搭載し、研究室で21.2%の効率を記録
• パナソニック → パビリオン「ノモの国」で透明ペロブスカイト太陽電池を統合した「発電ガラス」を展示

建物・自動車・IoTへの導入シーン

薄くて軽いから広がる導入場所

ペロブスカイト太陽電池の薄さと軽さは、導入場所を劇的に拡大させます。

建物への多様な導入例：ビルの壁面（縦の面積を活用して都市全体で発電）、窓ガラス（透明・半透明タイプで採光と発電を両立）、屋根材（軽量なので耐荷重の低い建物にも設置可能）、バルコニーの手すり（曲面にも対応）

従来のシリコン太陽電池は重量があり、屋根への設置が中心でした。
しかしペロブスカイトなら、建物の外装すべてが発電面になる可能性があります。特に都市部では屋根面積が限られているため、壁面や窓での発電は大きな意味を持ちます。

建材一体型（BIPV）として実装されれば、新築時から発電機能を組み込んだ建物が当たり前になる日も近いでしょう。

自動車・モビリティ・IoT機器での応用

ペロブスカイトの応用範囲は建物だけにとどまりません。

自動車への応用：車体の屋根やボンネットに貼り付けることで、走行中も発電が可能になります。

完全に車の電力を賄うことは難しくても、エアコンなど補助電力として活用できれば、燃費向上やEVの航続距離延長に貢献します。

IoT機器への電力供給：室内の弱い光でも発電できる特性を活かし、センサーやスマートデバイスへの電力供給が期待されています。電池交換の手間が減り、持続可能なスマート社会の実現に寄与します。

その他の応用例：ドローンやロボットへの搭載、ウェアラブルデバイスへの組み込み、災害時の移動式電源

蓄電池と組み合わせた非常時対策

ペロブスカイト太陽電池と蓄電池を組み合わせれば、災害時の復旧対策として大きな力を発揮します。

軽量で持ち運び可能なペロブスカイトパネルは、停電時の緊急電源として理想的です。避難所や被災地に迅速に展開でき、通信機器や医療機器への電力供給を確保できます。

また、電力系統から独立したオフグリッドシステムとしても活用できます。山間部や離島など、送電網の整備が難しい地域でのエネルギー自給を実現し、持続可能な地域づくりに貢献する可能性を秘めています。

参考情報：資源エネルギー庁（後編）、自然エネルギー財団

家庭と企業はどう動く？賢い選択とは

ペロブスカイトは中長期の選択肢として

2025年時点で、ペロブスカイト太陽電池を一般家庭や企業がすぐに導入することはできません。

理由は明確です。

耐久性の課題がまだ解決されておらず、市場に流通する製品が限られているからです。本格的な普及は2030年代に入ってからと見込まれており、今は「待ち」の時期といえます。

ペロブスカイトの位置づけ：今すぐの選択肢（×）、5〜10年後の有力な選択肢（○）、将来への期待と準備（◎）

では、「ペロブスカイトが実用化されるまで何もしない」のが正解でしょうか？
答えはNOです。電気料金の値上りや地球温暖化は待ってくれません。
今できる対策を講じながら、将来の技術移行に備える。これが賢い選択です。

2025年時点の賢い動き方

それでは、家庭と企業が今取るべき現実的な対策を見ていきます。

家庭向けの賢い選択

企業向けの賢い選択

• 製造業・工場 → 屋根への太陽光導入で電力コスト削減、補助金も活用
• オフィスビル → 将来の壁面発電を見据え、建物改修計画に組み込む
• 物流・運送業 → 車両への応用を視野に、情報収集を継続

共通して言えること：ペロブスカイトは「既存技術の代わり」ではなく「追加の選択肢」です。今ある技術で対策を始め、新技術が成熟したら追加・移行する。

この段階的なアプローチが、負担を最小限に抑えながら効果を最大化します。

既存の太陽光＋蓄電池で今できる対策

ペロブスカイトを待つ間も、既存の太陽光発電と蓄電池で大きな効果が得られます。

今すぐできる対策の効果

• 電気料金の削減（自家発電で電力会社からの購入を減らす）
• CO₂排出の低減（再生可能エネルギーで環境負荷を削減）
• 災害への備え（蓄電池で停電時も電気が使える）
• 災害への備え（蓄電池で停電時も電気が使える）

特に電気料金については、値上りリスクへの対策として有効です。

補助金・電気料金の値上りリスクも交えた考え方

最後に、意思決定の判断材料をお伝えします。

補助金を活用するメリット：2025年時点でも、太陽光発電や蓄電池の導入には国や自治体からの補助金が用意されています。初期費用の負担を軽減できるこの支援を活用しない手はありません。

電気料金値上りへの備え：近年、電気料金は上昇傾向にあります。今後も燃料費の変動や再エネ賦課金の増加により、値上りリスクは続くでしょう。自家発電を持つことは、このリスクへの最も確実な対策です。

ペロブスカイトとの両立：今、既存の太陽光を導入しても、将来ペロブスカイトが登場したら追加することができます。屋根にはシリコン、壁面にはペロブスカイト。こうした組み合わせで発電量を拡大する未来も現実的です。

私たちの提案：「完璧な技術を待つ」のではなく、「今できることから始め、新技術が出たら柔軟に取り入れる」。この考え方が、エネルギー対策では最も賢明です。

参考情報：資源エネルギー庁・エネルギー基本計画

まとめ

ペロブスカイト太陽電池が解決を目指す3つの課題

ペロブスカイト太陽電池は、私たちの社会が抱える3つの大きな課題に挑んでいます。

1. 地球温暖化とCO₂削減 → 製造時の低CO₂と導入場所の拡大により、持続可能なエネルギー社会の実現に貢献
2. エネルギー安全保障 → 国内資源（ヨウ素）を活用できることで、海外依存からの脱却を目指す
3. エネルギーコストの負担 → 製造コストの低減により、より多くの人が再生可能エネルギーを利用できる未来を描く

2025年時点の現状と期待

ペロブスカイト太陽電池は、現状では耐久性などの課題があり、すぐに既存のシリコン太陽電池の代わりになるわけではありません。

本格的な普及には今後5〜10年の地道な技術開発が必要です。

10〜20年後の未来、ペロブスカイトが普及すれば、建物の壁も車も、あらゆる場所で発電できる社会が実現するかもしれません。

参考情報：経済産業省・次世代型太陽電池戦略

FAQ

Q．ペロブスカイト太陽電池は、いつごろ一般家庭に導入できますか？

A．2025年頃から事業化が始まり、2030年までの社会実装を目指しています。

ただし初期は建材一体型など特定用途からの導入となり、一般家庭への普及は2030年代半ば以降になると予測されます。現時点では既存の太陽光発電を検討するのが現実的です。

Q．なぜ2025年になってもまだ普及しないのですか？

A．最大の理由は耐久性の課題です。屋外で25〜30年使用できるシリコンに対し、ペロブスカイトはまだその水準に達していません。水分や酸素への弱さが主な原因で、封止技術の確立が急務です。

Q．シリコン太陽電池と比べた最大の違いとデメリットは？

A．最大の違いは軽量性と柔軟性です。ペロブスカイトは薄くて曲げられるため、壁面や窓、自動車など導入場所が大幅に広がります。

一方、デメリットは耐久性が弱いことです。シリコンが25〜30年の実績があるのに対し、ペロブスカイトはまだ開発段階です。

Q．これから太陽光発電を導入するなら、ペロブスカイトを待ったほうがいいですか？

A．待つ必要はありません。ペロブスカイトの本格普及は2030年代であり、それまで待つと電気料金の削減効果を得る機会を失います。今は既存の太陽光発電を導入し、将来ペロブスカイトが登場したら追加するという柔軟なアプローチが賢明です。

太陽光発電の導入にご興味ある方はこちらの記事もおすすめです。

柔軟に設置できる太陽光パネルを知りたい方へ

屋根形状が特殊なご家庭や軽量パネルを検討している方には、フレキシブル太陽光パネルが選択肢になります。特徴・メリット・注意点を知りたい方は以下の記事が参考になります。

• フレキシブル太陽光パネルとは？軽量・曲面対応の特徴とメリットを徹底解説

高効率パネルを比較検討している方へ

最新の高効率パネルとして注目される「N型太陽光パネル」。PERC方式との違いや発電効率が高い理由を知りたい方は、以下の記事が役立ちます。

• N型太陽光パネルとは？高効率の理由・PERCとの違いをわかりやすく解説

より高効率な太陽電池を知りたい方へ

バックコンタクト型太陽電池は、電極を裏面に集める構造により発電効率を高めた次世代セルです。仕組みやメリットを詳しく理解したい方は以下の記事をご覧ください。

• バックコンタクト型太陽電池とは？仕組み・特徴・メリットを徹底解説

反射光が気になる方へ

太陽光パネルの反射によるトラブルを防ぎたい場合は「防眩パネル」が選択肢になります。仕組み・特徴・注意点を知りたい方は以下の記事が参考になります。

• 防眩太陽光パネルとは？反射光を抑える仕組みと導入のポイントを解説

ソーラーメイト編集部

太陽光発電と再生可能エネルギーに関する深い専門知識を持つレネックス株式会社のスタッフが、最新の情報や役立つ知識を発信しています。

レネックスは、太陽光発電の国内新築住宅シェアNo.1のハンファジャパンの子会社として豊富な経験と実績があります。ぜひお気軽にお問い合わせください。

お問い合わせはこちら