GaAs太陽電池のリサイクル
GaAs太陽電池は、シリコン系太陽電池の約2倍の効率が期待されるガリウムヒ素系太陽電池です。未来の太陽光発電技術として期待されていますが、一方で適切なリサイクル技術の確立が課題となっています。ここでは、GaAs太陽電池の特徴とリサイクルについて紹介します。
参照元：日経クロステック（https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00001/03190/）
GaAs太陽電池とは
GaAs太陽電池はガリウム（Ga）とヒ素を中心とする原料で作られている、ガリウムヒ素（GaAs）系の太陽電池です。
高い変換効率と光吸収特性をもち、高温下や強い光が当たる場所での性能にすぐれています。宇宙船や通信衛星といった、耐久性が求められる用途に用いられることが多く、将来的には高効率の太陽光発電システムでの導入が期待されています。
車載用電池の研究・開発が進められていますが、2024年現在も一般向けの実用化はされておらず、市場へ出回るにはまだ時間がかかる可能性があります。太陽光から電力への変換率は現在まだ十分高くはありませんが、将来的には結晶シリコンを超える高効率での発電が期待できるでしょう。
また、ガリウムヒ素電池は耐熱性に優れているため、大量の熱エネルギーを使用する産業分野に適しています。大容量かつリアルタイムに電流の充放電を行う太陽電池にも応用することができます。
GaAs太陽電池のリサイクル事情
GaAs太陽電池のリサイクルはまだ一般的ではありませんが、研究や技術開発が進められています。GaAs自体が希少な材料であり、ヒ素のように有害な物質を含むため、適切な方法で回収・リサイクルを行う必要があるのです。
電力への変換効率が高い一方、開発や実用化にかかるコストの高さも課題となっています。そのため、宇宙用太陽電池のように特定の用途にのみ導入されているのが現状です。
太陽電池にはさまざまな物質が含まれていますが、GaAs太陽電池で懸念されるものはヒ素の存在です。シリコン系太陽電池モジュールで行った溶出試験では、ヒ素が溶出した記録はないものの、カドミウムが検出されたため、正しい処理方法の確立と処理業者への周知が課題となっています。
GaAs太陽電池に含まれるガリウムヒ素は、製造コストの問題やシリコン以上の脆さが欠点です。したがって、安全使用のための技術確立も今後の課題といえます。
GaAs太陽電池のリサイクル事情を確認しよう
GaAs太陽電池は、大面積のパネルでの製造コストや技術的課題から、一般的な太陽光発電システムへの普及が進んでいません。現在のところ、宇宙船や通信衛星のようなコストを重視しない分野でのみ利用されていますが、将来的には製造から廃棄までのプロセスが確立し、安全かつ低コストに太陽光発電が行えると期待されています。
廃棄されたGaAs太陽電池から有価な材料を回収し、再利用する方法も今後検討されるでしょう。材料物質の再利用までを含めた技術確立と取り組みが、持続可能なエネルギーの利用を促進します。
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