[イーデイリーKang Min-koo 記者] 中国が世界の太陽光発電産業のサプライチェーンを掌握する中、韓国が次世代太陽電池技術で市場の勢力図を変えることに挑戦します。既存のシリコン太陽電池の限界を超えるペロブスカイト3接合技術を開発し、新たな市場を先取りするという戦略です。建物の外壁や自動車、宇宙など、さまざまな空間へと太陽電池の活用範囲を広げ、中国の低価格攻勢に対抗する産業基盤も整えます。
K-ムーンショット・プログラムの太陽電池ミッション総括指揮者（PD）であるシン・ヒョンジョン氏は、最近、韓国科学技術研究院で行われたイーデイリーとのインタビューで、「すでに規模の経済を確立し、市場を掌握している中国と、シリコン太陽電池で競争するのは難しい」とし、「韓国は次世代太陽電池で勝負しなければならない」と強調しました。
シンPDは、ナノ材料や薄膜製造プロセス、エネルギー変換素子などを研究してきた材料工学の専門家です。現在は成均館大学エネルギー科学科の教授も兼任しています。
[イーデイリー キム・イルファン記者]
◇中国市場の規模だけで500兆ウォンと推計……新技術で勝負すべき
現在、世界の太陽光発電産業の主導権は中国が握っています。国際エネルギー機関（IEA）によると、中国は太陽光発電の中核となる製造段階において、世界の生産能力の80％以上を占めています。大規模な設備投資と垂直統合を基盤に価格競争力を確保した中国企業が、グローバル市場を主導しています。
シンPDは、中国の太陽電池市場規模を約500兆ウォンと推計しました。同氏は、「太陽電池市場が二次電池市場をも上回る状況において、既存の太陽電池市場に遅れて参入するよりも、新しい技術で競争構図を変えていくべきだ」と述べました。
韓国が注目している技術はペロブスカイトです。特定の結晶構造を持つ素材で、光を吸収して電気を発生させる太陽電池の中核層に活用されます。溶液プロセスなどを通じて薄膜の形で作ることができ、素材の組成を調整することで吸収する光の波長帯を変えることができるという利点があります。
特に、異なる波長の光を吸収する太陽電池を複数層に積み重ねると、単接合太陽電池よりも多くの太陽エネルギーを電気に変換することができます。これを多接合技術と呼びます。現在、グローバル企業が注目している代表的な方式は、シリコン太陽電池の上にペロブスカイトを積層する2接合技術です。
米国や日本も、次世代太陽電池技術の確保に拍車をかけています。米国は、ファーストソーラーなど自国の太陽光発電企業を中心に、製造施設や次世代太陽電池技術に投資しています。日本は、政府の支援を背景に、ペロブスカイト太陽電池の量産と実証を推進中です。中国企業も、既存の実リコン生産基盤を活用し、シリコンとペロブスカイトを組み合わせたタンデム太陽電池の開発に参入しました。
K-ムーンショットは、ここからさらに一歩先へ進みます。シリコンを使用せず、互いに異なる波長の光を吸収するペロブスカイト層を3層積み重ねる「全ペロブスカイト3接合」技術に挑戦します。
シンPDは、「すでに商用化されているシリコン太陽電池の上にペロブスカイトを載せる方式から脱却し、最初からペロブスカイトのみを用いて3重接合構造を実現し、効率を引き上げようとしています」と説明しました。
K-ムーンショット・プログラム太陽電池ミッションのシン・ヒョンジョンPD。（写真＝イーデイリーKang Min-koo 記者）
◇太陽電池モジュールの効率35％を目標……産業界と商用化の基盤を構築
中核となる目標は、2035年までに普及型太陽電池モジュールの光電変換効率35％を達成することです。研究室の小さな素子で高い効率を記録するにとどまらず、実際に設置可能な大面積モジュールにおいても高い性能を確保するというものです。
太陽電池素子を複数個接続してモジュールにすると、電気的損失や光を吸収できない非活性面積などが発生し、効率が低下します。研究室で実現した高効率技術を実際の製品に適用するには、大面積製造技術とプロセスの安定性を同時に確保する必要があります。
商用化までに解決すべき課題も少なくありません。ペロブスカイトは、水分や熱、光などの外部環境にさらされると、性能が低下する可能性があります。大面積でも均一な薄膜を作り、長期にわたって安定性を維持する技術が重要です。
K-ムーンショットは、科学のための人工知能（AI for Science）を活用し、超高効率の材料や素子、製造プロセスの最適化に取り組みます。信頼性評価や実証インフラも構築し、研究成果が実際の製品や産業につながるよう図る構想です。
韓国の地理的特性も技術開発の方向性に反映されました。中国や米国は広大な敷地を活用して大規模な太陽光発電団地を造成できますが、韓国は山地が多く、設置可能な土地が限られています。これに伴い、従来の太陽光パネルを設置することが難しい建物の外壁や窓、自動車など、様々な空間に適用できる軽量で薄い太陽電池技術の活用可能性に注目しています。
研究開発と実証を結びつける投資も推進します。中核となる要素技術を開発した後、大面積の製造・試験設備を構築し、実際の環境で性能を検証する方式です。AIを融合させ、研究開発のスピードも高める計画です。シンPDによると、初期の研究開発投資規模は年間約305億ウォン程度を想定しており、別途、大規模な実証インフラへの投資も検討しています。
産業界との協力も強化します。民間協議体を通じて企業の技術ニーズを反映し、研究開発と事業化の間のギャップを縮める方針です。現在、#ハンファQセルズ、UniTest Inc.(086390) 、JUSUNG ENGINEERING Co.,Ltd.(036930) 、HD HYUNDAI ENERGY SOLUTIONS CO.,LTD.(322000) などが協議体に参加しています。
応用分野は、地上での発電にとどまらず、宇宙へと拡大する可能性もあります。軽量で薄型のペロブスカイト太陽電池は、重量やスペースが重要な人工衛星や宇宙データセンターの電源としても注目されています。関連分野については、中核となる太陽電池ミッションとは区別し、別途、協力策について議論を進めています。
シンPDは、韓国が次世代太陽電池技術を基盤に新たな産業の主導権を確保するためには、研究開発の成果を大面積製造と商用化につなげなければならないと強調しました。
同氏は、「韓国はペロブスカイト分野において世界的な研究競争力を備えています」とし、「ディスプレイ（OLED）や半導体プロセスとも関連性があり、大規模な製造設備を活用すれば、韓国にも十分に勝算があります」と述べました。
◇K-ムーンショットプロジェクトのシン・ヒョンジョンPDは
△1967年生まれ △延世大学 窯業工学科 学士 △米国 ケース・ウェスタン・リザーブ大学 材料工学 修士・博士 △ドイツ マックス・プランク金属研究所 研究員 △サムスン総合技術院 研究員 △国民大学 教授 △米国テキサス大学ダラス校 客員教授 △現 成均館大学 エネルギー科学科 教授 △現 成均館大学 成均エネルギー科学技術院 副院長 △現 K-ムーンショット・プログラム PD（太陽電池ミッション）
K-ムーンショット・プログラムの太陽電池ミッション総括指揮者（PD）であるシン・ヒョンジョン氏は、最近、韓国科学技術研究院で行われたイーデイリーとのインタビューで、「すでに規模の経済を確立し、市場を掌握している中国と、シリコン太陽電池で競争するのは難しい」とし、「韓国は次世代太陽電池で勝負しなければならない」と強調しました。
シンPDは、ナノ材料や薄膜製造プロセス、エネルギー変換素子などを研究してきた材料工学の専門家です。現在は成均館大学エネルギー科学科の教授も兼任しています。
◇中国市場の規模だけで500兆ウォンと推計……新技術で勝負すべき
現在、世界の太陽光発電産業の主導権は中国が握っています。国際エネルギー機関（IEA）によると、中国は太陽光発電の中核となる製造段階において、世界の生産能力の80％以上を占めています。大規模な設備投資と垂直統合を基盤に価格競争力を確保した中国企業が、グローバル市場を主導しています。
シンPDは、中国の太陽電池市場規模を約500兆ウォンと推計しました。同氏は、「太陽電池市場が二次電池市場をも上回る状況において、既存の太陽電池市場に遅れて参入するよりも、新しい技術で競争構図を変えていくべきだ」と述べました。
韓国が注目している技術はペロブスカイトです。特定の結晶構造を持つ素材で、光を吸収して電気を発生させる太陽電池の中核層に活用されます。溶液プロセスなどを通じて薄膜の形で作ることができ、素材の組成を調整することで吸収する光の波長帯を変えることができるという利点があります。
特に、異なる波長の光を吸収する太陽電池を複数層に積み重ねると、単接合太陽電池よりも多くの太陽エネルギーを電気に変換することができます。これを多接合技術と呼びます。現在、グローバル企業が注目している代表的な方式は、シリコン太陽電池の上にペロブスカイトを積層する2接合技術です。
米国や日本も、次世代太陽電池技術の確保に拍車をかけています。米国は、ファーストソーラーなど自国の太陽光発電企業を中心に、製造施設や次世代太陽電池技術に投資しています。日本は、政府の支援を背景に、ペロブスカイト太陽電池の量産と実証を推進中です。中国企業も、既存の実リコン生産基盤を活用し、シリコンとペロブスカイトを組み合わせたタンデム太陽電池の開発に参入しました。
K-ムーンショットは、ここからさらに一歩先へ進みます。シリコンを使用せず、互いに異なる波長の光を吸収するペロブスカイト層を3層積み重ねる「全ペロブスカイト3接合」技術に挑戦します。
シンPDは、「すでに商用化されているシリコン太陽電池の上にペロブスカイトを載せる方式から脱却し、最初からペロブスカイトのみを用いて3重接合構造を実現し、効率を引き上げようとしています」と説明しました。
◇太陽電池モジュールの効率35％を目標……産業界と商用化の基盤を構築
中核となる目標は、2035年までに普及型太陽電池モジュールの光電変換効率35％を達成することです。研究室の小さな素子で高い効率を記録するにとどまらず、実際に設置可能な大面積モジュールにおいても高い性能を確保するというものです。
太陽電池素子を複数個接続してモジュールにすると、電気的損失や光を吸収できない非活性面積などが発生し、効率が低下します。研究室で実現した高効率技術を実際の製品に適用するには、大面積製造技術とプロセスの安定性を同時に確保する必要があります。
商用化までに解決すべき課題も少なくありません。ペロブスカイトは、水分や熱、光などの外部環境にさらされると、性能が低下する可能性があります。大面積でも均一な薄膜を作り、長期にわたって安定性を維持する技術が重要です。
K-ムーンショットは、科学のための人工知能（AI for Science）を活用し、超高効率の材料や素子、製造プロセスの最適化に取り組みます。信頼性評価や実証インフラも構築し、研究成果が実際の製品や産業につながるよう図る構想です。
韓国の地理的特性も技術開発の方向性に反映されました。中国や米国は広大な敷地を活用して大規模な太陽光発電団地を造成できますが、韓国は山地が多く、設置可能な土地が限られています。これに伴い、従来の太陽光パネルを設置することが難しい建物の外壁や窓、自動車など、様々な空間に適用できる軽量で薄い太陽電池技術の活用可能性に注目しています。
研究開発と実証を結びつける投資も推進します。中核となる要素技術を開発した後、大面積の製造・試験設備を構築し、実際の環境で性能を検証する方式です。AIを融合させ、研究開発のスピードも高める計画です。シンPDによると、初期の研究開発投資規模は年間約305億ウォン程度を想定しており、別途、大規模な実証インフラへの投資も検討しています。
産業界との協力も強化します。民間協議体を通じて企業の技術ニーズを反映し、研究開発と事業化の間のギャップを縮める方針です。現在、#ハンファQセルズ、UniTest Inc.(086390) 、JUSUNG ENGINEERING Co.,Ltd.(036930) 、HD HYUNDAI ENERGY SOLUTIONS CO.,LTD.(322000) などが協議体に参加しています。
応用分野は、地上での発電にとどまらず、宇宙へと拡大する可能性もあります。軽量で薄型のペロブスカイト太陽電池は、重量やスペースが重要な人工衛星や宇宙データセンターの電源としても注目されています。関連分野については、中核となる太陽電池ミッションとは区別し、別途、協力策について議論を進めています。
シンPDは、韓国が次世代太陽電池技術を基盤に新たな産業の主導権を確保するためには、研究開発の成果を大面積製造と商用化につなげなければならないと強調しました。
同氏は、「韓国はペロブスカイト分野において世界的な研究競争力を備えています」とし、「ディスプレイ（OLED）や半導体プロセスとも関連性があり、大規模な製造設備を活用すれば、韓国にも十分に勝算があります」と述べました。
◇K-ムーンショットプロジェクトのシン・ヒョンジョンPDは
△1967年生まれ △延世大学 窯業工学科 学士 △米国 ケース・ウェスタン・リザーブ大学 材料工学 修士・博士 △ドイツ マックス・プランク金属研究所 研究員 △サムスン総合技術院 研究員 △国民大学 教授 △米国テキサス大学ダラス校 客員教授 △現 成均館大学 エネルギー科学科 教授 △現 成均館大学 成均エネルギー科学技術院 副院長 △現 K-ムーンショット・プログラム PD（太陽電池ミッション）
