成熟した結晶シリコン太陽光発電生産ラインと比較すると、ペロブスカイト生産ラインの構築ははるかに複雑で困難です。結晶シリコンモジュールの製造は主に物理的なプロセスに依存していますが、ペロブスカイト生産には複雑な化学組成と高度にカスタマイズされた設備が不可欠であり、工業化には特有のハードルが存在します。
1. 生産プロセスにおける根本的な違い
結晶シリコン生産:
結晶シリコンモジュールの製造は、主に物理的な手法によって行われています。プロセスは高純度ポリシリコンから始まり、結晶引き上げ炉でシリコンロッドへと変換されます。その後、切断、テクスチャリング、膜堆積、レーザーエッチング、イオン注入といった一連の工程が続きます。TOPConやBC（バックコンタクト）バッテリーなどの技術は、膜堆積やレーザーエッチングといった特定の側面をさらに洗練させています。このアプローチは、数十年にわたる最適化と標準化の恩恵を受けています。
ペロブスカイト生産:
対照的に、ペロブスカイトの生産は化学製剤ペロブスカイトは固定された分子構造（ABX₃）を持ちますが、この構造を構成できる材料の種類は非常に多く、すでに数百種類の誘導体が開発されています。新しい材料ごとに、カスタマイズされた装置やプロセスが必要になることが多く、生産ラインのセットアップの複雑さが大幅に増加します。
。 例えば、広能仁碩現在、ペロブスカイト薄膜層の製造には湿式法が採用されていますが、他の機能層は物理蒸着法または蒸着法で作製されています。業界の慣行は大きく異なり、乾式・湿式ハイブリッド法を用いるものもあれば、全ての機能層に湿式法を適用するものもあります。この不均一性は、ペロブスカイトプロセスはまだ標準化されていない。
2. 主な課題：材料と設備
機器のカスタマイズと統合:
ペロブスカイト生産ラインモデルにおいては、材料と装置が2つの大きな障壁となっています。フルライン技術サービスを提供するメーカーは、装置の出荷量を増やすことで業界コストの削減を目指しています。しかし、装置とプロセスが統一されていないため、大手デバイスメーカーは包括的なペロブスカイト装置ソリューションの導入に比較的時間がかかっています。
例えば、マイヤーバーガー同社は5月に、ペロブスカイトタンデム太陽電池装置の産業化プロジェクト開発のため、約20億円を調達する計画を発表した。プロジェクト完了後は、年間20セットの装置を生産し、年間売上高40億円、純利益約6億円を見込んでいる。
現在、ペロブスカイトモジュールメーカーは主にセミカスタマイズ機器従来の結晶シリコン装置サプライヤーは、ペロブスカイト生産ラインのあらゆるニーズにまだ対応できていません。フルセットの装置を提供するサプライヤーでさえ、異なるデバイス間の効果的な接続を実現するのに苦労しています。このようなカスタマイズされた状況では、単一の顧客からの注文では装置メーカーの研究開発費を賄えないことが多く、結果として、"粗利益率は低くないが、収益性は限られている"。
物質的な課題:
材料費は依然として大きな問題である。王学格副社長季典広能同社は、ああああ「カスタマイズされたフルラインデリバリー」事業について説明した際に、工業化の進展にもかかわらず、部品のワット単価に占める材料費の割合が依然として高いことを指摘しました。上流および下流のサプライヤーとのコミュニケーションから、材料サプライヤーにとってペロブスカイト生産能力の開発サイクルが長期にわたることが明らかになりました。大規模かつ集中的な注文の支援がなければ、材料コストの削減は一夜にして実現することはできず、より多くの市場参加者の投資が必要になります。カスタマイズされたフルラインデリバリーモデルは、業界の生産能力拡大に大きく貢献する可能性があります。
3. 標準化とプロセスの統一性の欠如
標準化されたプロセスの欠如は重大な障壁です。広能仁碩ペロブスカイト層の形成には湿式法を用いる企業もあれば、他の機能層には物理蒸着法や蒸発法を用いる企業もある。乾式・湿式ハイブリッド法を採用する企業もあり、すべての機能層に湿式法を用いる企業も少数ある。こうした多様性こそが、業界全体のプロセス標準化の欠如そのため、実験室の効率を大規模に再現したり、異なるサプライヤーの機器をシームレスに統合したりすることが困難になっています。
4. 経済と産業化の障壁
ペロブスカイト生産ラインには高度なカスタマイズが求められるため、単一の顧客からの注文では研究開発費を賄えないことが多い機器メーカーの。その結果、粗利益率は健全に見えるものの、全体的な収益性は制約されるという矛盾が生じています。さらに、材料費はワット当たりの総コストに大きく影響しており、これらのコストを削減するには継続的な努力と市場へのより広範な参加が必要です。
結論：今後の道筋
ペロブスカイト生産ラインの構築は、次のような課題を抱えている。材料の多様性、設備のカスタマイズ、プロセス標準化の欠如のような企業はマイヤーバーガー先進的な機器ソリューションに多額の投資を行っており、業界関係者は生産能力を高めるためにカスタマイズされた配信モデルを模索していますが、規模の経済とコスト削減を実現するには、サプライチェーン全体での継続的な連携、標準化の強化、さらなる技術革新が必要になります。
ペロブスカイトの産業化への道のりはまだ初期段階ですが、これらの主要な課題に取り組むための協調的な努力により、ペロブスカイト技術は将来的により高い効率とより低いコストを提供することで太陽光発電産業に革命を起こす可能性を秘めています。
