専門家は、太陽光技術の電力変換効率の向上に取り組んでいます。
ペロブスカイトを用いたパネルなどの技術革新が、有望な成果を示しています。
世界経済フォーラムの報告書によると、量子コンピューティングは、より効率的なパネルの設計に役立つ可能性もあります。
太陽光技術は、ニューヨークの発明家 チャールズ・フリッツが最初の太陽電池を作った1883年以来、大きく進歩してきました。
彼の装置の効率はあまり高くなく、吸収した日光のごく一部、約1％から2％しか電力に変換できませんでした。今日の太陽電池（通常はシリコン系）は、平均で約22%の日光を電力に変換できます。より効率的な太陽電池は、各太陽光パネルがより多くの電力を発電できることを意味し、材料と必要な土地を節約します。
シリコン系太陽電池の製造も、エネルギーを大量に消費する工程です。専門家は、次のことを警告しています。再生可能エネルギーの発電容量を2030年までに3倍にする必要があると指摘しています。地球温暖化を1.5°Cに抑えるためであり、太陽光も大きな役割を果たすと予測されているため、業界は技術の効率向上を競っています。
ペロブスカイト技術
近年のブレークスルーは、ペロブスカイトによってもたらされています。ペロブスカイトは結晶性化合物の一群で、科学者が太陽光パネルにとって有望な技術と見なしています。これは、太陽光スペクトルの異なる色に反応するように作ることができ、つまり、シリコンなどの別の材料と組み合わせると、同じ装置からより多くの電力を得られるということです。
製造が容易で、低コストかつより柔軟なペロブスカイトは研究と投資の焦点となっており、世界各地の組織が（ドイツ、サウジアラビア、中国を含む）、最高の効率、最長の耐久性、最低のコストを実現する変種の開発に取り組んでいます。
学術誌Natureに最近掲載された研究で、中国の太陽光モジュールメーカーLONGiは、同社のペロブスカイト・シリコンタンデム型太陽電池の進展を取り上げており、これは標準的なシリコン電池の上に超薄型のペロブスカイト電池を重ねることで機能します。
LONGiが「一連の技術的ブレークスルー」と呼ぶもの（電池同士の構造的な結合の改善や効率的な電荷輸送の確保などを含む）を通じて、同社は認証済みの変換効率33.9％を「実験的に」達成したとしています。同社は、これはこの種の電池にとって記録的な数値であり、研究上の節目でもあると述べています。単接合型太陽電池の理論上の限界を超えるものだからです。
世界経済フォーラムは、クリーンエネルギーへの移行をどのように支援していますか？
エネルギー・材料センター（Centre for Energy and Materials）は、エネルギー、材料、産業システムを再構築している複雑な移行を理解するため、リーダーたちをつなぎます。エネルギー安全保障、手頃な価格、持続可能性がどのように交差するかを探るためのプラットフォームを提供します。
バリューチェーンや地域をまたぐ協働を通じて、センターは、パートナーが安全で低炭素かつ公平な移行に向けた実践的な解決策で足並みを揃えるための共有の道筋を可能にします。
発電材料
これらの記録を塗り替えた電池は小型で、面積は1cm2で、実験室で作られたものです。しかし研究者は、大きな可能性を秘めていると述べ、これらの効率水準を商用サイズの電池でも実現するための取り組みを進めています。
専門家は、ペロブスカイトが他の形態でも有望だと見ています。ペロブスカイトは、インクとして配合できるため、あらゆる物体に印刷できるほか、糸状にして織物、バッグ、建築材料に織り込むこともできます。
オックスフォード大学の科学者たちは、ペロブスカイトを用いて発電材料を開発しました。彼らは、携帯電話や自動車など日常的な物体に適用できるほど薄く柔軟であると説明しています。この材料は、27％を超えるエネルギー効率を実現することが第三者機関によって認証されています。
太陽光パネルの将来に向けた研究が続く中、取り組むべき課題には、鉱物の採掘と加工の持続可能性（この技術に必要な鉱物）などがあります。
しかしオックスフォードの専門家は、この種の研究は最終的に新たな産業につながる可能性があると述べています。その産業は、既存の建物、車両、物体を利用して、安価で持続可能な太陽光エネルギーを生み出す素材を製造するものです。
AIと量子技術による太陽光エネルギー利用の最適化
ほかの技術革新では、都市環境に太陽光発電を組み込むことも検討されており、その一例が太陽光発電窓です。紫外線と赤外線を吸収して再生可能エネルギーに変換する透明な太陽光技術を用いたこの窓は、超高層ビルを太陽光発電所に変える可能性があり、米国や欧州を含む建物にすでに設置されています。
研究者はまた、太陽光発電の重要な課題を克服するパネルの開発にも取り組んでいます。その課題とは、暗闇でも機能する太陽光発電であり、あるいは雨がパネルに当たって生じる摩擦を利用して発電するパネルです。一方、AIは太陽光発電所の効率を最適化するために活用されており、量子技術も、世界経済フォーラムの報告書『Quantum for Society: Meeting the Ambition of the SDGs』において、太陽電池設計を前進させる力を持つものとして挙げられています。
技術革新の動向にかかわらず、科学者は太陽光発電が世界の主要な電源となる軌道に乗っていると述べています（2050年以前）。ただし、より効率的で手頃かつ持続可能なものにするための研究が不可欠です。
