【第6回フォーラム登壇者発表】機光科技の趙清煙副総経理が語る、ペロブスカイト太陽電池材料の開発トレンド
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OLED光電材料からペロブスカイト太陽電池材料まで。機光科技（OLED-T）は、優れた材料開発・合成技術で次世代エネルギーの社会実装を推進します。
第 6 回台湾ペロブスカイト技術・応用フォーラムは、2026 年 7 月 24 日（金曜日）の09:30から17:30まで開催されます。会場は中央研究院南部院区の国際会議厅です。今回のフォーラムでは、建築物に組み込まれた太陽光発電システム（BIPV）、X 線センサーや画像処理技術、AIや宇宙用コンピューティングセンターでのエネルギー利用、IoTによる自立型電源システムといった新しい分野に焦点を当てます。また、材料設計、重要な装置、製造プロセスの拡大、信頼性の検証、モジュールやシステムの統合といった、産業化に不可欠な課題についても深く議論されます。
今回のフォーラムでは、機光科技株式会社の趙清煙副総経理が専門家として講演を行います。講演のテーマは「チタン酸カルシウムを用いた太陽光発電素子の材料に関する最新動向」です。この講演では、チタン酸カルシウム技術の発展において最も重要な要素である「材料」に焦点を当てます。チタン酸カルシウムを用いた太陽光発電においては、素子の効率、安定性、低温での製造プロセス、薄膜の品質、そして将来的な量産の可能性といった点は、すべて材料の選択や界面設計、伝達層の構造に密接に関連しています。
機光科技：有機光電材料を基盤とし、次世代のエネルギー材料へと応用を広げる
機光科技株式会社（Lumtec）は、長年にわたり有機光電材料の分野に投資を続けてきました。その技術範囲には、有機発光材料、有機太陽電池材料、チタン酸カルシウム系感光材料などの開発・合成が含まれます。同社の製品ラインナップには、OLED、OPV、OTFT、有機中間体、ホウ酸、ITOガラスなどがあり、開発・製造は台湾の新竹で行われています。このような材料分野での取り組みにより、機光科技は単なる材料供給業者ではなく、ディスプレイ、太陽光発電、新規光電素子の分野において重要な研究開発型企業となっています。
同社の発展の歴史を見ると、機光科技は2001 年に設立されました。同年からOLED 有機発光ダイオードの材料の開発を始めました。2004 年にはOLED 認証ラボを設立し、2005 年には新竹科学園区に進出し、最初の量産工場を建設しました。2009 年には第二の量産工場も建設されました。2010 年からはOPV 太陽電池用の有機材料の研究開発を開始し、2011 年にはOPV 太陽電池用の有機材料のための実験設備も整えました。これらの発展段階から、同社の技術的な焦点がOLEDディスプレイや照明用材料から、有機太陽電池やエネルギー材料の分野へと移行していることがわかります。
合成、精製から部品の評価に至るまで、材料の産業化に向けた能力を構築する
材料開発の分野において、機光科技は新素材の開発と生産を行うチームを有しており、有機光電材料の開発や、各種化合物の合成、純化、昇華、分析技術にも力を入れています。同社の合成設備には、50Lから500Lの反応器が備わっており、量産用の製品やカスタムメイドの製品の生産も可能です。昇華装置に関しては、真空蒸着工程で直接使用できる高純度の材料を提供できます。これらの能力は、OLED、OPV、OTFT、OPDなどの光電素子用材料の開発にとって非常に重要であり、また、酸化チタン関連材料の応用分野に進出するための基盤ともなっています。特に、酸化チタンを利用した太陽光発電技術が実用化される過程においては、材料の純度、バッチ間の安定性、界面の適合性、製造プロセスへの適応性が、素子の効率や信頼性、量産時の一貫性に直接影響します。
ペロブスカイトを用いた太陽エネルギー材料：吸収層から伝送層までの完全なシステム
機光科技の技術記事によると、カルコパイライト太陽電池とは、カルコパイライトという材料を活性層として使用する薄膜型の太陽光発電装置です。この装置により、太陽光が電力に変換されます。カルコパイライトは、優れた光吸収性能と電荷伝達特性を持っているため、太陽エネルギー技術における画期的な材料と見なされています。また、高い光電変換効率と低コストでの製造が可能であるため、注目されています。
材料の構造において、カルコパイライト系材料はABX₃という結晶構造を持っています。ここで、Aは有機または無機の陽イオンを、Bは金属陽イオンを、Xはハロゲン陰イオンを表します。一般的な材料には、MAPbI₃、FAPbI₃、CsPbI₃などがあります。また、一般的な前駆体としては、FAI、MAI、PbI₂、SnI₂、CsIなどが挙げられます。異なる材料の組み合わせによって、薄膜の結晶品質、バンドギャップ、熱安定性、そしてデバイスの効率が変化します。これこそが、カルコパイライト系太陽電池材料の開発において継続的に最適化が必要とされる点です。
NIPとPINの構造が併用され、インターフェース材料が効率性と安定性を決定する。
カルコパイライト太陽電池は、単一の材料だけで構成される技術ではありません。これは、吸収層、電子伝導層、正孔伝導層、電極、および界面材料からなる複合的な構造を持つ素子です。一般的な構造としては、NIP 構造とPIN 構造の2 種類があります。NIP 構造では、電子伝導層はカルコパイライト吸収層の下に、正孔伝導層は吸収層の上に位置します。一方、PIN 構造ではその逆の配置になります。
ペロブスカイトを用いた太陽エネルギー材料の開発動向としては、より高い効率を持つ吸収層材料の探索だけでなく、電子伝達材料、正孔伝達材料、界面改質材料、自己組織化単分子層材料など、全体としての材料システムの最適化も重要です。デバイスが、小規模な実験室での利用から、大面積のモジュールや屋外・屋内での利用、BIPVやIoTにおける自己発電システムへと進化するにつれて、材料の安定性、製造プロセスとの互換性、および界面の信頼性が、成功の鍵となります。
趙清煙副総経理は、ペロブスカイトを用いた部品材料の開発に引き続き注目しています。
趙清煙副総経理は、以前に台湾で開催されたペロブスカイトの技術及び応用に関するフォーラムで、ペロブスカイトを用いた太陽光発電材料や部品の開発について発表しました。ペロブスカイトを用いた太陽光発電素子には、正方晶構造と反方晶構造のものがあります。反方晶構造のPSCの効率は26％を超えており、低温での製造が可能であるため、フレキシブルな太陽光発電セルなどの用途に適しています。
また、チタン酸カルシウム材料は、エネルギー帯域を調整できる、重量が軽い、コストが低い、半透明であるといった特徴を持っている。これらの特性から、建築物に太陽光発電システムを組み込むといった分野で、大きな市場潜在力を持っている。これらの点は、第 6 回フォーラムで取り上げられたBIPVやIoTを活用した自立型エネルギーシステム、新しいエネルギー利用方法とも一致している。つまり、チタン酸カルシウム材料の発展は、単なる単一の技術ではなく、将来のチタン酸カルシウム産業化を支える基盤となるものである。
台湾のペロブスカイト関連団体と共に出展し、台湾の素材やその応用技術を紹介します。
フォーラムでの発表に加えて、機光科技は台湾カルコパイライト研究開発・産業連盟と共に、国際展示会においてカルコパイライト材料の普及に努めています。同連盟の報告によると、日本のスマートエネルギーウィークにおける展示会では、台湾カルコパイライト研究開発・産業連盟は「PEROVSKITE × AI」というテーマで出展し、台湾がカルコパイライト材料、装置、応用分野において持つ技術力を世界にアピールしました。機光科技は、材料研究開発を手がける企業として、この産業チェーンにおいて重要な役割を果たしています。
台湾のペロブスカイトにとって、このような共同出展は、サプライチェーンの統合という観点から意義があります。ペロブスカイトの技術が国際市場に進出するためには、電池の効率やモジュールの性能を示すだけでなく、上流の原材料、製造設備、部品の設計、パッケージングの信頼性、そして最終的な応用分野まで、信頼性の高いサプライチェーンを構築する必要があります。機光科技は、材料の研究開発と合成技術を基盤としており、ペロブスカイトのサプライチェーンにおいて最も重要な要素である、「材料の入手可能性」と「材料の品質の安定性」を補完するのに適しています。
AIにより材料開発が加速し、チタン酸カルシウム材料の開発効率が向上する
人工知能が材料科学に導入されるにつれて、材料の研究開発も、従来の試行錯誤型のアプローチから、データ駆動型やモデルを活用したアプローチへと移行しつつあります。この記事によると、AIを活用することで、研究者は大量の材料に関する実験データを分析したり、材料の性能や構造を予測したり、材料の配合や製造条件を最適化したりできる。また、オプトエレクトロニクス技術も、材料科学とデータ分析を組み合わせて、AIを活用した材料研究開発の手法を探求しており、これにより光電材料の開発速度や効率が向上している。
このような発展傾向により、「チタン酸カルシウムを用いた太陽光発電素子の材料に関する技術動向」というものは、単なる材料の一覧に過ぎないものではなく、将来の研究開発の方法や産業競争力についての議論へと発展しています。チタン酸カルシウム材料が、効率、安定性、量産時の一貫性、さらには適用分野の違いといった多くの課題に直面している中で、AIを活用した材料の選定や配合の最適化により、材料開発のサイクルを短縮し、実験の効率も向上させることができます。
部品材料の動向から見ると、ペロブスカイトの商業化における鍵となる要素が明らかになります。
今回、趙清煙副総経理は、第 6 回台湾ペロブスカイト技術・応用フォーラムにおいて、「ペロブスカイトを用いた太陽光発電素子の材料に関する最新動向」について講演しました。この講演により、参加者は、吸収層材料、伝送層材料、界面材料の設計を通じて、ペロブスカイトを用いた太陽光発電技術が、どのようにして素子の効率や安定性、応用範囲を向上させるかを理解することができます。産業界にとって、これは単なる材料技術に関する講演にとどまらず、ペロブスカイトが実験室での研究から量産段階へと移行し、単一の素子からシステムとしての応用へと発展していく過程を理解するための重要な機会となります。
機光科技が公開している情報によると、有機光電材料やOPV、そして酸化チタン感光材料の開発状況がわかります。また、同社が長年にわたって培ってきた合成、精製、分析、および部品評価の技術も注目に値します。さらに、台湾酸化チタン連盟との共同での展示やフォーラムでの交流も行われています。今回の発表は、単なる一企業の紹介ではなく、台湾の酸化チタン材料サプライチェーンが徐々に形成されていく様子を示しています。材料、装置、製造プロセス、モジュール、そして応用分野が連携していくことで、酸化チタン太陽光発電は、市場で実証される新世代のエネルギー技術としてさらに近づいていくでしょう。
情報の出典
【第 6 回台湾ペロブスカイト技術及び応用フォーラム】
開催日：115 年 07 月 24 日（金） 09:30～17:30（09:00より入場可）
場所：中央研究院南部院区 国際会議廳（台南市歸仁区歸仁十三路一段 100 番地）
フォーラムの特徴：4つの主要なテーマに沿ったセッション、3つのテーマ別イベント、17 件の専門的な講演が行われます。国内外の専門家が一同に集まり、知見を共有します。
主催者：台湾ペロブスカイト研究開発・産業連盟、中央研究院重点課題研究センター
協力企業：台湾鈣鈦礦科技、SEMI 国際半導体産業協会、群創光電、国立成功大学光電科学と工学部
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