雨粒でも発電、スペイン発の全天候型ペロブスカイト太陽電池

スペインの研究チームが、雨粒が当たるたびに発電する全天候型のハイブリッドデバイスを開発した。雨天では発電量が大きく落ちる太陽光パネルの常識を覆す成果だ。

開発したのはセビリア材料科学研究所（ICMS）、スペイン国家研究評議会（CSIC）、セビリア大学の共同チーム。ペロブスカイト太陽電池と、摩擦電気ナノ発電機（TENG）を組み合わせた構造である。TENGは、異なる2つの素材が触れ合う摩擦で静電気を起こして発電する装置を指す。

弱点を武器に変える

ペロブスカイト太陽電池は、従来のシリコン製より製造コストが低く、変換効率が高い。薄くて軽く、曲げられる点も特徴で、次世代の本命として研究が加速している。一方で水に弱く、雨にさらされると材料が溶け出して劣化するという課題があった。

チームはプラズマ技術を使い、電池表面に厚さ約100ナノメートルの保護膜をコーティングした。この膜が摩擦電気面として働き、雨粒の衝撃エネルギーを電流に変える。1滴あたり最大110ボルトを発生するという。

同じ膜は、電池を劣化から守るカバーと、光の吸収効率を高める光学フィルターの役割も担う。

想定される用途

小型で電池切れが困るデバイスでの活用が見込まれる。スマートホームや気象観測などのIoTセンサー、橋や高層ビルのひび割れ・歪みを検知する構造センサー、街灯や信号機の電源、農地の土壌センサーなどだ。

日本でもペロブスカイト太陽電池を他の素材と組み合わせる動きがある。奥村組と岩手大学のチームは2025年12月、防水シートの表面に同電池を積層した「太陽電池防災シート」の実証実験を始めたと発表した。傾斜地や屋上など、従来はパネルを置けなかった場所での発電を目指す。