太陽光発電の人気は過去10年ほどで大きく伸びており、毎年約40％増加しています。 現在、世界の総エネルギー消費量の約1％を占めています。
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しかし、技術はまだ高価です。 ソーラーパネル自体の価格が下がったとしても、設置コストは高いままです。ソーラーパネルを入手するコストの最大80％は、設置自体から発生します。これには、重いパネルを屋根などの傾斜面に固定することが含まれます。
VladimirBulović教授とMITの同僚であるJoel JeanとAnnie Wangは、超軽量の太陽電池の製造に着手する際に、この高い設置コストやその他の問題に対処することに関心がありました。
「[太陽電池]を非常に軽量にできれば、原則として、誰かの屋根や野原で広げることができる非常に大きな太陽電池を作ることができます」とBulovićは言います。 「その後、展開は、展開されたパネルを屋根にステープルで留めるのと同じくらい簡単かもしれません。」
ブロビッチと彼のチームは、この目標に向けて第一歩を踏み出しました。 彼らは太陽電池を作ったので、文字通りシャボン玉を破らずに文字通りシャボン玉の上に座ることができます。 厚さはわずか2.3ミクロンで、人間の髪の毛の1/30から1/50です。 非常に薄いので、理論的には、風船、衣類、紙、人間の皮膚など、非常にデリケートなものでもほとんどすべての表面で使用できます。
チームは、超軽量太陽電池の鍵は、重い基板（通常はガラスである太陽電池層が形成される材料）をより軽いものに置き換えることであることを知っていました。 また、従来の太陽電池を作成するために使用される高温プロセスは、より軽い基板を溶融または損傷させるため、室温プロセスを使用して太陽電池を作成する必要があります。
概念実証のためにチームが最終的に解決した材料は、サレンラップに似ているが、それよりはるかに薄い柔軟なポリマーであるパリレンでした。 ガラスのスラブの上で作業し、彼らは真空チャンバー内のパリレンの上に太陽電池材料の非常に薄い層を堆積させ、次にパリレンの別の層でそれを密封しました。 その後、太陽電池のサンドイッチをガラスから剥がしました。
結果として得られる超軽量太陽電池は、1グラムあたり6ワットの電力を生成できます。これは、従来の同等品の約400倍です。 新しいプロセスの詳細については、 Organic Electronicsジャーナルに掲載されています。
次のステップは、超軽量太陽電池を大量に製造する方法を見つけることです。 基板上に太陽電池材料を堆積するために使用される方法は現在非常に遅く、より大きな超軽量太陽電池を効率的に生産するためにスピードアップする必要があります。 チームはまた、強度と耐久性についてさまざまな基材を路上試験する必要があります。
「ポータブルアプリケーションの必要に応じて、数年間安定して動作できることを証明する必要があります」とBulović氏は言います。
超軽量太陽電池は、スペースシャトルなど、重量が最も重要な分野で役立ちます。 それらは、重量とかさばりを追加することなく、通常の家庭用機器（電子タッチペーパー、タッチパッド、センサー）の駆動に使用できます。 また、Bulovićの別のイノベーションである透明な太陽電池と組み合わせて、ほとんどすべての表面にほとんど目に見えない電源を作成する可能性があります。
「私たちの目標は、太陽電池とは何かを再考し、ソーラー技術をどのように展開できるかを再考することです」とブロビッチは言います。
エンジニアは、チームの技術が主流になるまで約10年かかると予測しています。
「この構造からより大きな構造に移行するには、そこにたどり着くために必要なものを確実に思い描くことができます」と彼は言います。 「未知数はそれほど多くありません。 今後の課題は克服できるはずです。」
