ペロブスカイト太陽電池に高まる期待
軽量化の動きが加速、 窓・壁面一体型も2024年9月

謝辞
本研究レポートの作成にあたっては、関連分野の専門家の方々から多くの示唆をいただきました。
ここに感謝の意を記します。

執筆担当者
尾身 悠一郎

自然エネルギー財団 上級研究員

免責事項
本レポートに記載した情報の正確性については万全を期しておりますが、自然エネルギー財団は本レポートの情報の利用によって利用者等に何らかの損害が発生したとしても、かかる損害については一切の責任を負うものではありません。

公益財団法人 自然エネルギー財団とは自然エネルギー財団は、東日本大震災および福島第一原子力発電所の事故を受けて、孫正義（ソフトバ
ンクグループ代表）を設立者・会長として 2011 年 8 月に設立されました。安心・安全で豊かな社会の実現には自然エネルギーの普及が不可欠であるという信念から、自然エネルギーを基盤とした社会を構築することを目的として活動しています。

目次
はじめに ..................................................................................................................................................................... 1
第１章 ペロブスカイト太陽電池の技術的特徴 ........................................................................................... 2
1.

ペロブスカイトが期待されている背景 ............................................................................................ 22.

屋根・壁面への導入ポテンシャル ................................................................................................... 4

第２章 ペロブスカイトとシリコンパネルの比較 ........................................................................................... 61.

性能の比較 ............................................................................................................................................. 62.

将来的な発電コストの比較................................................................................................................ 8

第３章 軽量化・多用途化する太陽光発電 ................................................................................................. 10
1.

軽量で折り曲げ可能なシリコンパネル ........................................................................................ 102.

壁や窓と一体になった太陽電池.................................................................................................... 10

3.

ガラス基板型のペロブスカイト ....................................................................................................... 12

第４章 新たな技術の導入 ................................................................................................................................ 131.

国内の導入事例 .................................................................................................................................. 13● ペロブスカイト .................................................................................................................................................. 13● BIPV ..................................................................................................................................................................... 14● 軽量フレキシブル ........................................................................................................................................... 162.

導入が期待される場所 ..................................................................................................................... 17

第５章 新技術に共通する課題と対策 ......................................................................................................... 18
1.

共通する課題 ....................................................................................................................................... 18

2.

建築物への設置義務化と経済的支援 ........................................................................................ 19

はじめに
気候変動の抑制に向けて、日本は 2035 年までに自然エネルギーの導入を加速させることが急務となっている。とりわけ全国で導入が可能な太陽光発電は、日本の自然エネルギーの主力電源となりつつあり、太陽光発電をいかに導入していくかが重要な政策課題であるといえる。日本では太陽光パネルを設置する適地が減りつつあるとの指摘もある。しかし、建築物への太陽光発電の導入ポテンシャルはこれまでの実績と比べても、屋根上だけで約 5～6 倍、壁面では 10 倍以上のポテンシャルが残されている。日本
で太陽光発電の導入を加速させるためには、建築物の屋根や壁面の活用が重要になる。
こうした背景から、現在開発が進められているペロブスカイト太陽電池への期待が高まっている。フィル
ム状に製造されたペロブスカイトは軽くて薄く、折り曲げることもできるため、従来のシリコン系の太陽光パネルでは導入が難しかった耐荷重の低い屋根や建物の壁面への導入が期待されている。ただしペロブス
カイトには耐久性やコスト面での課題が残されており、本格的な普及は 2030 年代以降になることが予想されている。気候変動対策に残された時間を考慮するならば、ペロブスカイトだけではなく、太陽光発電の導入可能性を広げる他の技術にも目を向ける必要がある。
そこで本レポートでは、太陽光発電の裾野を広げる各種の最新技術を取り上げて、普及に向けた課題と政策についてまとめた。第 1～2 章では、ペロブスカイトと従来のシリコンパネルを比較して、ペロブスカ
イトに残された課題を明らかにする。第 3～5 章では、シリコン系でありながら軽量でフレキシブルなモデル
や、窓や壁面などの建材と一体になっているモデルなど、太陽光発電の新たな技術の特徴や導入事例を紹介する。そしてペロブスカイトを含む新たな技術が共通して直面している課題を整理し、これらに対する解決策を提言する。

1

第１章 ペロブスカイト太陽電池の技術的特徴
1. ペロブスカイトが期待されている背景
ペロブスカイトとは非常に小さな結晶構造の名称である。ペロブスカイト太陽電池とは、ペロブスカイト
結晶構造の構成要素としてヨウ素と鉛の化合物を用いた太陽電池であり、次世代型の技術として注目を集めている。
ヨウ素と鉛の結晶構造の組み合わせは、発生する電圧が高いという特徴を持っている。2012 年の時点
で 10％台であったペロブスカイト太陽電池の変換効率（太陽光を電気エネルギーに変換する効率）は、わ
ずか 10 年で 26％にまで向上した。シリコン系の太陽電池が同程度の変換効率に至るまでに 50 年を要したのと比べると、ペロブスカイトは非常に速いスピードで開発が進んでいる。
図１ ペロブスカイト太陽電池の構造（左）とフィルム型の製品（右）出典：経済産業省、産業構造審議会、グリーンイノベーションプロジェクト部会、グリーン電力普及促進等分野ワーキンググループ（第１０回）「資料 7 説明資料 積水化学工業株式会社」（2024 年 5 月）。

ペロブスカイトは極めて小さな結晶構造の集合体であるため、溶液状にして基盤に塗布し、発電層として製膜することが可能である。薄い基板にペロブスカイト溶液を塗布することで、図 1 に示したペロブスカ
イトの発電層を形成する。
この発電層の厚さは 1 ㎛（マイクロメートル：1mm の 1000 分の 1）以下と極めて薄く、樹脂やバリアフィ
ルム、バックシートによって挟み込むことで、フィルム状で製造できる。こうした特徴から、日本企業が特に強みを持つ印刷技術を活用することで、ペロブスカイトの大量生産の実現が期待されている1。

1

日本化学会編 「ペロブスカイト太陽電池の学理と技術——カーボンニュートラルを担う国産グリーンテクノロジー」（化学同人、
2024 年）。なお以下でペロブスカイトと記す場合は、結晶構造としてのペロブスカイトではなく、フィルム型の太陽電池としてのペロブスカイトを指すものとする。

2

薄くて軽いというペロブスカイトの特性を活かすことで、耐荷重が低い工場や倉庫の屋根に導入することも可能になる。たとえば耐荷重が 10kg/㎡程度しかない場合には、従来のシリコン系の太陽光パネル（シリコンパネル）を設置できなかった。本体と設置用の架台を含めると重量が 10kg/㎡を超えてしまうためである。
一方でペロブスカイトは本体重量が 1～2kg/㎡、架台を含めても 3kg/㎡である。耐荷重の低い屋根に設置できるうえに、建築物の壁面や曲面にも設置できる。さらに吸収できる太陽光の波長がシリコンパネ
ルよりも広く、低照度でも発電できる特徴がある。この特性を活かして、室内の照明で発電するデバイスも開発されている。このように、ペロブスカイトはシリコンパネルにはない様々な特性を持っており、幅広い活用方法が想定されている（図 2）。
図 2 ペロブスカイトの幅広い用途

出典：経済産業省、産業構造審議会、グリーンイノベーションプロジェクト部会、グリーン電力普及促進等分野
ワーキンググループ（第 10 回）「資料 7 説明資料 積水化学工業株式会社」（2024 年 5 月）。

32. 屋根・壁面への導入ポテンシャル
ペロブスカイトは建築物のあらゆる場所に導入できるため、導入可能なポテンシャルも大きくなる。建物の屋根上だけでなく壁面まで含めると、建物への導入ポテンシャルは 2023 年までの太陽光発電の累積導入量（73 GWAC）よりもはるかに大きい（表 1）。
表 1 建築物（屋根・壁面・窓）への太陽光発電の導入ポテンシャル
単位 ギガワット （GWDC）

屋根

壁面・窓

計

太陽光発電協会

549

83 (BIPV のみ)

632

デロイトトーマツコンサルティング

568

1245

1813

注）GW（ギガワット＝100 万キロワット）。BIPV（Building Integrated Photovoltaics: 建材一体型太陽光発電）
出典）経済産業省、総合エネルギー調査会 省エネルギー・新エネルギー分科会／電力・ガス事業分科会 再生可能エネルギー
大量導入・次世代電力ネットワーク小委員会（第 63 回）資料、「参考資料１ 再生可能エネルギーの導入状況」（2024 年 6 月）、太陽光発電協会「PV OUTLOOK 2050（2024 年版 ver.1）」（2024 年 7 月）、経済産業省、総合エネルギー調査会 省エネルギー・新エネルギー分科会／電力・ガス事業分科会 再生可能エネルギー大量導入・次世代電力ネットワーク小委員会（第 67 回）「資料２
デロイトトーマツコンサルティング合同会社 説明資料」（2024 年 8 月）。

太陽光発電の設備容量の表記について
太陽光発電の発電容量の表記には、DC ベース（直流、太陽電池モジュール出力）と AC ベース（交流、パワーコンディショナー出力）の 2 種類がある。国際的には DC ベースが一般的である
ため、本レポートでは DC ベースを基本として、DCz ベースを用いる場合は GWDC と表記する。エ
ネルギー基本計画や FIT（固定価格買取制度）の統計など、日本政府や経済産業省の公表資料は AC ベースになっていることがあるため、その場合は GWＡＣと表記する。AC ベースの定格出力の数値を DC ベースに変換すると、DC ベースの数値は 1.2～1.5 倍程度大きくなる。

表 1 に示したように、太陽光発電協会とデロイトトーマツコンサルティングは屋根上だけで 500GWDC 以
上の導入ポテンシャルがあると試算している。さらに重要なのは、建物の壁面にも巨大なポテンシャルがある点だ。太陽光発電協会は、建材一体型太陽光発電（BIPV）だけで 83GWDC のポテンシャルを見込んでいる。さらにデロイトトーマツコンサルティングは、壁面と窓の導入ポテンシャルを 1245GWDC と試算しており、窓へのペロブスカイトの導入だけで 207GWDC のポテンシャルがあると見込んでいる。建築物の壁面や窓だけでも、これまでの太陽光発電の累積導入量の 10 倍以上のポテンシャルが残されていることがわかる 2。

2

第 3 章で説明するように、壁面に太陽光発電を設置する場合、日射量の低下によって屋根置きと比較して発電量は減少する。
デロイトトーマツコンサルティングによれば、屋根置きの年間発電電力量のポテンシャルは年間 595TWh（テラワット/時）であるのに対して、壁面や窓は 520TWh と推計されている（テラワット＝1000 ギガワット）。経済産業省、総合エネルギー調査会 省エ
ネルギー・新エネルギー分科会／電力・ガス事業分科会 再生可能エネルギー大量導入・次世代電力ネットワーク小委員会（第 67 回）「資料２ デロイトトーマツコンサルティング合同会社 説明資料」（2024 年 8 月）

4

国内では太陽光発電システムを導入する適地が減りつつあるとの指摘もあるが、それはメガソーラーの適地が減りつつあるだけであり、農地や建築物には膨大なポテンシャルが残されている 3。2035 年までに自然エネルギーの拡大が急務であることを踏まえれば、ソーラーシェアリング（営農型太陽光発電）や洋上風力に加えて、建築物の屋根や壁面の太陽光発電の導入ポテンシャルを最大限に活用しなければならない。こうした背景から、これまでシリコンパネルが設置できなかった場所にも導入可能なペロブスカ
イトへの期待が高まっている。

3

自然エネルギー財団 「太陽光発電の導入加速に向けた提言」（2024 年 7 月）。

5第２章 ペロブスカイトとシリコンパネルの比較
1. 性能の比較
ペロブスカイトは従来のシリコンパネルと比べて、どのような点が優れており、どこに課題が残されているのか。表 2 ではペロブスカイトと従来のシリコンパネルの性能や発電コストを比較した。
表2

従来型のシリコンパネルとペロブスカイトの比較
シリコンパネル

ペロブスカイト

主要原材料

シリコン、ガラス

ヨウ素、鉛

本体重量

11～14kg/㎡

1～2kg/㎡

厚さ100～200μm

0.20～30μm

原材料使用量シリコン：2～10 トン/MW

ヨウ素：16kg/MW

原料価格

シリコン：4.45 ドル/kg

ヨウ素：61 ドル/kg
セル 24～26.1％

変換効率

製品レベル 20～23％

モジュール(900 ㎠) 15～22.99％
1m 幅 18.2％

建設費50kW 以上

10～50kW

23～28 万円/kW(システム費用)

14.7～19.2 万円/kW

25.1 万円/kW（稼働年数 15～20 年想定）

点検費用
機器交換費用撤去処理や廃棄などの費用3 万円/回
パワーコンディショナーを 20 年に 1 度交換
約 22 万円/回撤去・廃棄 1～1.5 万円/kW
リサイクル費（運搬費用を除く）

廃棄やリサイクル方法は未確立

2000～5000 円/枚

経年劣化率

0.5％/年耐久性

25～30 年

稼働年数

25 年

1％/年
10 年相当（2024 年）
20 年相当（2030 年目標）
15～20 年（2025～2030 年目標）

出典）政府や各種委員会の資料、グリーンイノベーション基金事業の公開情報、および各社のプレスリリースやヒアリングにもと
づき作成。

6

ペロブスカイトが優位な点は、重量や厚さ、原材料である。1 ㎡あたりの重量が 1～2kg であるため、設置用の架台の重量を含めても、ほとんどすべての屋根に設置が可能である。軽いだけでなく厚さも極めて薄いことから、シリコンパネルに比べてペロブスカイトの製造に必要な原材料の量は少ない。シリコンパネ
ルは 1MW（メガワット＝1000 キロワット）分のパネルを製造するのに 2～10 トンも原材料（ポリシリコン）を使用するが、これに対して１MW のペロブスカイトを製造するのに必要なヨウ素はたった 16kg である。
必要な原材料が少ないということは、製造コストの低下にもつながる。しかもヨウ素の生産量は日本が世界第 2 位で、世界シェアの 26％を占めている。生産量の 9 割近くを中国に依存するシリコンと比較すれば、国内で安定した供給が期待できる。
ただしヨウ素はエックス線検査に必要な造影剤の原料でもあるため、国際的な需要増加によって価格の高騰が続いている。2019 年には約 26 ドル/kg であったヨウ素の国際価格は、23 年には 61 ドル/kg となり、4 年で 2 倍以上も価格が高騰している。ペロブスカイトへの期待が高まっていることから、国内ではヨウ素増産の動きがあり、今後の供給量次第では価格が安定する可能性もある。
一方、シリコンパネルの原材料となるポリシリコンは、生産量の 8 割以上を占める中国で生産が拡大したことをうけて、価格の低下が続いている。2021 年ごろに 40 ドル/kg を超えていたポリシリコンの価格は、2024 年 5 月には 4.45 ドル/kg にまで下がり、3 年前と比較して 10 分の 1 程度にまで低下している4。
保守点検やメンテナンスの観点でみれば、ペロブスカイトとシリコンパネルに大きな差はない。点検作
業やパワーコンディショナーの交換など、運転維持のために必要なコストはほぼ同程度と想定されている。
ペロブスカイトは廃棄方法やリサイクル技術の確立という点で課題は残るが、極めて軽量であることから設置や撤去のための運搬コストの低下が期待されている。導入、運転維持、そして廃棄までのプロセスにかかる費用は、ペロブスカイトとシリコンパネルで大きく変わらないものと考えられる。
ペロブスカイトとシリコンパネルの性能で大きく異なっているのは、耐久性である。シリコンパネルは25～30 年の耐久性と稼働年数が認められているが、ペロブスカイトの耐久性は 2024 年時点で 10 年程度である。変換効率の経年劣化率もシリコンパネルは 0.5％/年であるのに対して、ペロブスカイトは 1％/年である。
技術革新によって 2025～2030 年の間に、15～20 年相当の耐久性や稼働年数を実現することが期待されているものの、現状ではペロブスカイトの耐久性はシリコンパネルの半分にも満たない。ペロブスカイト
はシリコンパネルよりも重量、原材料、製造コストなどの点で優れているが、耐久性の面で大きな課題を抱えている。

4

資源総合システム 「太陽光発電情報 6 月号（2024 年 5 月総括）」（2024 年 6 月）、U. S. Geological Survey, Mineral Commodity
Summaries 2024, (January 2024).

7

2. 将来的な発電コストの比較
ペロブスカイトの耐久性の低さは、発電コストの点で極めて重要な問題である。一般的に太陽光発電の発電コストは、導入から撤去までにかかる総費用を運転期間中に想定される総発電量で割ることによって算出される。この LCOE（Levelized Cost of Electricity：均等化発電原価）と呼ばれる計算方法では、稼働年数が短いほど総発電量が少なくなる。シリコンパネルよりも稼働年数が短いペロブスカイトの発電コストは高くなってしまう。
図 3 では、2030 年におけるシリコンパネルとペロブスカイトの発電コストの予測を示している。自然エネ
ルギー財団（REI）、資源総合システム（RTS）、ブルームバーグ NEF（BNEF）は、2030 年のシリコンパネルの稼働年数を 30 年と想定し、1kWh（キロワット/時間）あたり 6 円前後まで発電コストが低下するだろうと予測している。
一方で経済産業省と新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）は、2030 年時点でのペロブスカイ
トの発電コストの目標を 14 円/kWh に設定している。この目標を実現すべく、日本のメーカーや研究機関
は、ペロブスカイトの耐久性を 20 年相当まで向上させることを目指している。ただし、この目標が達成されたとしても、2030 年のペロブスカイトの発電コストはシリコンパネルの発電コストよりも 2 倍以上高いことになる。
図 3 シリコン系太陽電池とペロブスカイト太陽電池の発電コスト予測（LCOE ベース：2030 年）
ペロブスカイトの発電コストの予測

16

14

14

円/kWh

12
シリコンパネルの発電コストの予測

10
8

6.4

5.5

6

6.4～9.2

5.2

4
2
0
REI

RTS

BNEF

NEDO目標競争力のある発電コスト

注）REI、RTS、BNEF の太陽光発電の発電コストの数値は、RE[「2035 年エネルギーミックスへの提言」より引用。ただし BNEF の
数値は 2021 年の平均為替レート(1 ドル 110 円)で計算されていたため、2024 年の平均為替レート（1 ドル 150 円）で換算している。NEDO の数値は経済産業省「『次世代型太陽電池の開発』プロジェクトに関する研究開発・社会実装計画（案）」より引用。競争力のあるペロブスカイト発電コストの数値は（Bastiani et.al 2022）の数値（4.53～6.12 セント/kWh）を参照し、１ドル 150 円で換算している。
出典）自然エネルギー財団 「2035 年エネルギーミックスへの提言（第 1 版）」(2023 年 4 月)、経済産業省、グリーン電力の普及促進等分野ワーキンググループ 「『資料 4 次世代型太陽電池の開発』プロジェクトに関する 研究開発・社会実装計画（案）」（2023 年 8 月）、De Bastiani M, Larini V, Montecucco R, Grancini G. “The levelized cost of electricity from perovskite
photovoltaics.” (December 2022）より作成。

8やはりペロブスカイトとシリコンパネルの耐久性の差が、発電コストとの差につながっているといえる。
バスティアニらの研究では、2016 年からの 7 年間で発表されたペロブスカイトのコスト予測に関する文献を分析し、25 年の耐久性を前提として 6.4～9.2 円/kWh の発電コストであれば、ペロブスカイトが太陽光発電市場で競争力を持つと指摘している5。少なくともペロブスカイトが 20 年以上の耐久性を確保するまでは、
シリコンパネルよりも安価な技術として活用することは難しい。

5

De Bastiani M, Larini V, Montecucco R, Grancini G. “The levelized cost of electricity from perovskite photovoltaics.” Energy
Environ Sci. 2022 December16(2):421-429.

9

第３章 軽量化・多用途化する太陽光発電
コスト面での課題が残るため、2030 年までのペロブスカイトの役割は、シリコンパネルに代わるゲーム
チェンジャーというよりも、むしろ建築物への太陽光発電導入への新たな選択肢を提供することにあるといえる。しかしながら、新たな選択肢を提供しているのは薄くて軽いペロブスカイトだけではない。技術開発の進展によって軽量化や多用途化が進んでおり、すでに建築物のほとんどの場所に太陽光発電を設置することが可能となっている。

1. 軽量で折り曲げ可能なシリコンパネル
シリコン系の太陽光パネルの重量の 6 割を占めていたガラスを樹脂に置き換えることで、重量を 4 分の1 から 5 分の 1 にまで軽量化したモデルが登場している。この軽量フレキシブル型は、1 ㎡あたりの重量
が 5kg 以下、架台を含めても 7kg/㎡以下であるため、耐荷重の低い屋根に設置できる。
ガラスを使用しないため厚さも 2～20mm と極めて薄く、ある程度折り曲げることもできる。建物の壁面や曲面への設置も可能である。ただしペロブスカイトと同様、ガラスを樹脂に置き換える技術にコストがかかっており、発電コストも 20 円/kWh 以上と通常のシリコンパネルよりも高価になる。
屋根上や曲面にも設置可能な軽量フレキシブル型

出典）京セラ2. 壁や窓と一体になった太陽電池
建築物の壁面や窓、バルコニーなどの場所には、太陽電池と建築物用の建材が一体となっている建材
一体型太陽光発電（Building Integrated Photovoltaics: BIPV）の導入が進められている。商業ビルや集合住宅の場合、屋上だけでは設置スペースに限りがある。しかし壁面や窓であれば、スペースや耐荷重に制限されず設置することができる。
通常の太陽光発電設備は規格上、62m/秒以上の風圧に耐える性能が必要であり、メーカーや製品によっては 60m 以上の高さに設置することを避ける場合がある。だが BIPV であれば、風圧に耐えられる強化ガラスや外壁などの建材と一体化することで、高さに制限されることなく設置できる。

10

さらに BIPV の耐久性は 40～50 年と長寿命である。太陽電池を両面から建材で挟み込むため、仮に 30
年で変換効率が半分になったとしても、建材部分が破損しない限りは使用し続けることが可能である。通常のシリコンパネルは 20～30 年で廃棄かリサイクル、リユースに回されることになるが、BIPV はビルの解体や建て替えまで使用できる。耐久性を向上させやすいという特徴から、発電層にペロブスカイトを用いる
BIPV の開発も進められている。
ただし壁面や窓材として設置する場合、垂直に設置する必要があるため、地上や屋根置きの場合と比
べて日射量と発電量が低下してしまう。太陽光パネルを南向き 30℃の角度で設置した場合の日射量を100％とすると、南側壁面への設置で日射量が 70～80%に低下し、東西壁面への設置で 60％にまで低下する。
受ける太陽光の総量が減少してしまうため、BIPV の壁面設置は屋根置きよりも発電量が少なくなる6。
それでも南側だけでなく東西壁面も含めた 3 面に BIPV を導入して設置面積を増加させれば、発電量の低さをカバーできる。とくに東西面への設置は、単に発電量を増加させるだけでなく、電力需要の多い朝と夕方に供給量を増やす効果もある。
窓に導入した BIPV：すだれ状（左）、正方形の太陽電池（右）出典）AGC

6

NEDO 「高性能・高信頼性太陽光発電の発電コスト低減技術開発動向調査等 BIPV（建材一体型太陽光発電）に関する検討」（2016 年 9 月）。

113. ガラス基板型のペロブスカイト
欧米や中国では、フィルム型ではなくガラス基板でペロブスカイトを開発する方法が主流である。とりわけ、ガラス基板の単結晶シリコンモジュールの上にペロブスカイトを塗布する超高効率型、いわゆるペロブ
スカイト/シリコン・タンデム（タンデム型）の開発が盛んである。
ペロブスカイトは吸収できる太陽光の波長が広く、低照度でも発電できる特性がある。タンデム型はシリ
コンパネルとの組み合わせにより、30％を超える高い変換効率の実現が期待されている。製品レベルで変換効率の超高効率化が実現すれば、既存のメガソーラーのリプレイス時に導入するだけで、発電量を増加させることができる。
ペロブスカイトをガラス基板で製造するメリットは、既存のシリコンパネルの生産技術や製造ラインを活用できる点にある。さらにガラスを用いるため、フィルム型と比べて耐久性の向上が容易であるというのも重要である。
タンデム型は発電効率も高く、既存の立地や技術を活用できるうえに、耐久性の向上も見込まれる。
フィルム型のペロブスカイトと異なる多くの利点がある。このような背景から、欧州や中国のメーカーはタン
デム型に注目している。とりわけ中国はタンデム型に加えて、ペロブスカイト単体のガラス基板型の開発にも力を注いでいる。
ペロブスカイト/シリコン・タンデム（左）、ガラス基板型ペロブスカイト（右）出典）オックスフォード PV、Infi-Solar（無限光能技術）

12

第４章 新たな技術の導入
1. 国内の導入事例
太陽光発電の技術は軽量化・多用途化が進んでおり、すでに国内ではペロブスカイトを含む新技術の導入が進められている。以下では、国内の導入事例を紹介していく。

● ペロブスカイト
フィルム型のペロブスカイトは、超軽量である特性を活かして耐荷重の低い折板屋根に新たな導入実
験が進められている。遮熱シートを金具で折板屋根に固定し、その上にペロブスカイトを設置する新たな施工法（シート工法：①）、倉庫や工場の壁に直接接着する（②）、タンクのような曲面に設置する（③）、といった事例がある。
携帯電話の基地局などのインフラ設備では、ポール状の金属台にペロブスカイトを巻き付けて設置して、耐風性や時間帯ごとの発電効率の検証が行われている（④）。浮体式のペロブスカイトを学校のプールの上に浮かべる実験も進められている（⑤）。インフラ設備や学校などの公共施設に太陽光発電を導入することによって、災害時における通信システムや地域のレジリエンス向上にも寄与する。
① 耐荷重の低い折板屋根への設置③ 曲面への設置② 工場壁面への設置④ 円柱状に設置⑤ 水上浮体式による設置

出典）左上から順に、日揮ホールディングス、センコー、コスモエネルギーホールディングス、KDDI、積水化学工業。

13

表 3 では、国内での主要なペロブスカイトの実証実験のプロジェクトをまとめた。ビルや工場の屋根、壁面、BIPV、浮体式水上設置、営農型など、様々な設置場所や条件のもとで検証が行われている。
表 3 主要なペロブスカイト実証実験プロジェクト
提携企業/自治体
NTT データ
西日本旅客鉄道
センコーグループホールディングス
センコー
東京都
エム・エム ブリッジ
恒栄電設
積水樹脂
内幸町一丁目街区
開発プロジェクト
TERRA
コスモ石油
朝日エティック
日揮ホールディングス
苫小牧埠頭
日揮ホールディングス
神奈川県
KDDI
三井不動産レジデンシャル
セブン・イレブン・ジャパン
三井不動産
千代田区/Akiba. TV

実施場所・設置個所・施工法などメーカー：積水化学工業
NTT 品川 TWINS データ棟壁面
うめきた（大阪）駅 広場共用部分

24 年 4 月～25 年 3 月
25 年春頃 開業

物流センター工場壁面、新簡易設置法

24 年 3 月～25 年 3 月

森ケ崎水再生センター下水処理槽覆蓋上部
湾口施設国際クルーズターミナルデッキ

23 年 5 月～25 年 12 月
24 年 5 月～25 年 3 月

東京都学校プール浮体式水上設置

24 年 4 月～25 年 4 月

本社ビル「ペロブスカイト付き建材パネル」

2025 年 4 月完工

サウスタワー外壁面内部に MW 級を設置

2028 年完成

千葉県匝瑳市 営農型太陽光発電

2024 年 8 月～

タンク壁面、サービスステーション屋根

24 年 7 月～25 年 7 月

エネコート・テクノロジーズ
苫小牧埠頭物流倉庫の壁面と屋根にシート工法で設置
江の島 ガラス張り施設室内天面に設置、シート工法による普及啓発
電柱型基地局にポール型で設置
パナソニック
藤沢市 モデルハウスバルコニーBIPV
リコー
三郷市 環境負荷低減店舗 外壁面に設置
東芝エネルギーシステムズ
日本橋建設予定の木造賃貸オフィスビルに設置
YKK AP
秋葉原駅トレーラーハウス・窓ガラス一体型

実施期間

24 年 4 月～25 年 3 月
24 年 7 月～25 年 7 月
24 年 2 月～25 年 2 月
23 年 8 月～24 年 11 月
23 年 6 月～
26 年 9 月竣工
24 年 7 月～24 年 10 月

出典）各社プレスリリースより作成。

● BIPVBIPV は一体となる建材や設置場所によってオーダーメイドで製造されるため、それぞれの用途に応じて設計する。外壁、窓、屋根、バルコニーなど、建築物のあらゆる場所に設置できる。公共施設、商業ビ
ルなどに導入することで、建築物を ZEB（ゼロ・エネルギー・ビルディング）に転換することにも貢献する。
たとえば建物の窓に導入した事例では、ガラスの下半分に太陽電池を配置することで、窓と太陽光発電の機能を両立させている（①）。ガラス一体型であれば、スタジアムなど透光性の必要な屋根にも BIPVを設置することができる（②）。

14透光性の必要のない外壁部分は、表面に防眩性をほどこすことで太陽光の反射を抑えながら発電することが可能である。日よけ（ルーバー）と一体にすることで、設置角度を調整し、垂直設置よりも多くの日射量を得ている施工事例も存在する（③）7。
ペロブスカイトをガラス建材と一体化させる BIPV の開発も進められている（④）。ペロブスカイトの発電
層はシリコンよりも加工しやすいため、発電層を非常に細く加工して、格子状に配置することで高い透過性を保つことができる。透過度を変えることもできるため、意匠性と発電機能の両方を備えた建材として、窓やバルコニーに設置することが期待されている。

① 窓との一体型② スタジアム南側天井が屋根との一体型③ 建物外壁との一体型、日よけとの一体型④ バルコニーに導入したペロブスカイト BIPV

出典）左上から順に、大成建設、日本設計、大成建設、パナソニック。

7

BIPV の③と④の施工事例は、建築物の外壁部と一体になっていないため、添え付け型太陽光発電設備（Building Attached
Photovoltaics: BAPV）と呼ばれる場合もある。ただし BAPV も BIPV の一種であるため、本レポートでは BIPV の施工事例として紹介している。太陽エネルギーデザイン研究会編『BIPV って何？——太陽エネルギーを纏う建築』（テツアドー出版、2015年）。

15

● 軽量フレキシブル
軽量フレキシブル型もペロブスカイトと同様に、耐荷重の低い屋根や壁面への設置が期待されている。
従来のシリコンパネルと比べて重量が 4 分の 1 から 5 分の 1 にまで軽量化されているため、折板屋根などの屋根に設置が可能である（①）。国内企業の保有する工場や倉庫の 3 割から 4 割はこのような耐荷重の低い屋根であるため、軽量化された太陽光発電を必要としている企業は非常に多い。
壁面や屋根上に直接設置する場合でも、架台を必要としないため、基礎工事の費用を削減できる（②、③）。ペロブスカイトほどではないものの、折り曲げることもできるため、曲面に設置することも可能である（④）。ただし強く折り曲げることによってモジュールに裂け目や折れ目が付き、発電性能や耐久性が低下する可能性もあるため、折り曲げられることよりも軽量であるという特徴のほうが重要である。
① 耐荷重の低い折板屋根に設置② 共同住宅の屋根上に接着剤で設置する様子③ 建築物壁面に設置④ 曲面のある屋根上に設置

出典）左上から順に、電巧社、東京都住宅供給公社、オルタナティブテクノロジー＆プロダクツ。

16

2. 導入が期待される場所
表 4 では、各技術の性能や設置可能な場所を示している。ペロブスカイトはほとんどの場所に設置可能であり、最も高い汎用性をもつことがわかる。軽量フレキシブルや BIPV でも、建築物のほとんどの場所に設置可能である。
表 4 太陽光パネルの設置場所
種類（※）

重量

ガラス基板

11～14kg/㎡

主な設置用途

軽量フレキシブル

BIPV

架台なし

ガラス

3.5～5 kg/㎡

20～30kg/㎡

架台あり

壁材

5.5～7kg/㎡

30～40kg/㎡

地上設置

耐荷重の低い

屋根/屋上

屋根/曲面

ペロブスカイト

1～2kg/㎡

壁面/窓/ベランダ 耐荷重の低い屋根/
屋根/その他建材

壁面/曲面

設置可能な場所（〇＝設置可能 △＝設置可能だが主要な用途として想定されていない ×＝設置不可 ）

屋外

建築物

その他

地上/平面

〇

〇

△

△

地上/斜面

〇

〇

△

△

水上

〇

△

△

〇

営農型

〇

△

△

〇

屋根

〇

〇

〇

〇

耐荷重の低い屋根

×

〇

×

〇

外壁

×

〇

〇

〇

ベランダ/手すり

×

×

〇

〇

窓

×

×

〇

〇

空港・駅

〇

〇

〇

〇

建築物の曲面

×

〇

△

〇

カーポート

〇

〇

〇

〇

円柱の建築物

×

×

×

〇

車両

×

〇

×

〇

室内 IOT×××〇

出典）メーカーへのヒアリングやプレスリリース、公開資料などから作成。
※ ガラス基板にはシリコンパネルだけでなく、タンデム型とペロブスカイト単独のガラス基板型を含む。BIPV はシリコンとペロブ
スカイトの両方を含む。軽量フレキシブルはシリコン系のみ、ペロブスカイトの項目はフィルム型のみを想定している。

17

第５章 新技術に共通する課題と対策
1. 共通する課題
軽量化や多用途化が進んだ新しい技術は太陽光に多様な選択肢をもたらしつつある。だがペロブスカ
イトを含むこれらの技術は、共通の課題をいくつか抱えている。
1 つ目の課題は、耐久性である。発電層を樹脂で覆うペロブスカイトや軽量フレキシブル型は、ガラス基板タイプと比較して耐久性の向上に大きなハードルがある。劣化の原因となる水分などを発電層にしみこませないようにするためには、樹脂と封止技術のさらなる開発が必要である。
タンデム型も、シリコンモジュールとペロブスカイトの寿命に差がある場合、製品寿命はペロブスカイトのほうに引き下げられてしまう。ペロブスカイトを用いる BIPV の場合でも、ペロブスカイトの寿命が最低でも 20 年を超えなければ、建材との製品寿命に大きな差が生じてしまう。シリコン系の BIPV 以外は、総じて耐久性や稼働年数が大きな課題となっている。
共通する 2 つ目の課題は、シリコンパネルと比べてコストが高い点である。ペロブスカイトや軽量フレキ
シブル型は、ガラスに比べて樹脂が高価であるため、発電コストを大幅に低下させるためには樹脂や封止技術のさらなる開発が必要である。BIPV は大半が受注生産であるため、導入コストはシリコンパネルよりも大きくなる。
国際エネルギー機関（IEA）によれば、事業用の大規模太陽光発電の建築費用は W（ワット）あたり 1 ド
ルを下回り、屋根置きでも 1～3 ドル/W に収まっているが、BIPV は 5～8 ドル/W のコストがかかるとされている8。BIPV の発電層にペロブスカイトを用いる場合、このコストがさらに高くなることも考えられる。
技術やコスト面の課題が残されていることから、ペロブスカイトをはじめ新技術の 2035 年までの導入量は限定的になるとの見方が有力である。2030 年までのペロブスカイトの導入量は、経済産業省が 4.3GW、
みずほリサーチ＆テクノロジーズが 10.1GW と推計している。自然エネルギー財団は、BIPV とペロブスカ
イトの 2035 年までの導入量を 7GW と見込んでいる9。いずれの予測も表 1(p4)のポテンシャルと比較してかなり少ない。
そして、短期的な導入量が限られているということ自体が、新技術の開発や導入を妨げる要因にもなっている。需要家側が新技術の導入をコスト面だけで判断してしまえば、コストの高さから導入を見送ることになりかねない。コストを低下させるには生産設備への投資拡大が必要だが、メーカーがその判断を下すためには、市場規模が拡大するという見通しが必要である。

8

IEA PVPS, Trends in Photovoltaic Applications 2023.

9

経済産業省 「資料 4 『次世代型太陽光電池の開発』プロジェクトに関する研究開発・社会実装計画（案）」（2023 年 8 月）、資源総合システム/みずほリサーチ＆テクノロジーズ 「2022 年度中間年報 太陽光発電主力電源化推進技術開発/動向調査等/太陽光発電の動向調査（次世代型太陽電池の新市場への導入・実装に向けての動向調査）」（2024 年 5 月）、自然エネル
ギー財団 「2035 年エネルギーミックスへの提言（第 1 版）」(2023 年 4 月)、自然エネルギー財団 「太陽光発電の導入加速に向けた提言」（2024 年 7 月）。

18

2. 建築物への設置義務化と経済的支援
つまり、ある程度の導入規模が見込まれなければ製造コスト低下のための設備投資が行われないが、コストの低下が実現しなければ需要家は新技術の導入に足踏みしてしまう。このようなメーカーと需要家側が互いに様子を見合う状況を避けるためには、国内の需要を創出していくことが極めて重要となる。政府や自治体、さらに大手企業は、新築や既築を問わず保有する建築物の太陽光導入ポテンシャルを計測
し、導入目標を立てて、これを公表することが望ましい。
だが当面の間、新技術の導入コストは高いままであることが予想されるため、導入に際しては政府からの経済的な支援も必要である。とりわけ新技術の中でも導入コストが高い BIPV には、短期的には補助金などの支援が必要である。
韓国では 2000 年代後半から、公共建築以外の非住宅建築物に BIPV を設置する場合に政府が補助金を付けている。フランスでは FIT（固定価格買取制度）で BIPV による電力の買い取りを実施している。日本でも 2024 年度から BIPV を対象に補助金制度を開始したほか10、ペロブスカイトで発電した電力を FITで買い取ることを検討している11。
東京都と川崎市では、2025 年から新築住宅を対象に屋根置き太陽光の設置義務化を実施するにあたって、補助金を設けている。東京都は 1kW あたり 10～13 万円、川崎市は FIT 制度適用の有無で 4～7万円を交付する。設置コストの軽減によって導入促進が期待される。東京都と川崎市のような設置義務化の取り組みは全国に拡大していくべきである。長期的には住宅・非住宅を含むすべての新築建築物に対する設置義務化を政府レベルで進めることが望ましい。
さらに、設置した太陽光発電による自家消費率の基準を設定することも重要である。韓国では公共施設を新築する際に、自然エネルギー発電設備の設置が義務付けられている。2020 年以降は予想されるエネルギー使用量に対して、設置した発電設備で 3 割を供給することが定められている12。
これを参考として、日本では非住宅の新築建築物に対して、高さや延べ床面積に応じて太陽光発電からの電力供給量の基準を設けるべきである。とくに 40～50m 以上の高層ビルは、屋根上の太陽光発電では電力消費量の 1 割も満たすことができないため、予想されるエネルギー使用量に対して 10％以上の電力を設置した太陽光発電から供給することを義務づければ、高層ビルの壁面や窓への太陽光発電の設
置を促すことができる。
シリコンパネルよりも発電量の多いタンデム型は、屋根上などの限られたスペースでの設置に寄与するため、欧州や中国だけでなく日本にとっても重要な技術である。今後はフィルム型の開発だけでなくタンデ
ム型の開発支援を強化していく必要がある。

10

環境省 「民間企業等による再エネ主力化・レジリエンス強化促進事業のうち窓、壁等と一体となった太陽光発電の導入加速化支援事業の公募開始」（2024 年 4 月）。

11経済産業省、総合エネルギー調査会 省エネルギー・新エネルギー分科会／電力・ガス事業分科会、再生可能エネルギー大量導入・次世代電力ネットワーク小委員会（第 57 回）資料、「資料 1 再生可能エネルギーにおける次世代技術について」（2023 年 12 月）。

12

NEDO 「高性能・高信頼性太陽光発電の発電コスト低減技術開発動向調査等 BIPV（建材一体型太陽光発電）に関する検討」（2016 年 9 月）。

19図 8 では、新技術の普及と太陽光発電の導入を加速するために必要な施策のロードマップを提示している。ペロブスカイトだけでなく様々な技術の導入を政策によって支援していくことは、日本の温暖化対策としても、産業戦略としても不可欠である。1.5℃目標を達成し、2035 年までに電力の脱炭素化を実現する
ために、新技術への支援と最大限の導入を進めていくことが望まれる。
図 8：ペロブスカイトを含む新技術導入のロードマップ

ペロブスカイト太陽電池

技術課題克服、タンデム型の開発
支援拡大

GW級の生産体制確立、実証実験の成果と課題の共有

様々な新技術研究開発の支援、
先行導入の拡大、生産設備の拡大

耐荷重の低い屋根・壁面・窓など建築物への太陽光発電設置の一般化

導入目標の策定、新築設置義務化
導入への補助金

すべての建築物への設置義務化、新技術の導入コストへの補助、
非住宅における自家消費割合の設定

普及拡大の取り組み・政策あ2035年まで

2025～2027年

20

本格的な
社会実装

2035年以降

ペロブスカイト太陽電池に高まる期待
軽量化の動きが加速、 窓・壁面一体型も2024年9月

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