人類は大量の石油、天然ガス、石炭などのエネルギー資源を消費しています。これらの資源は有限であり、今のペースの消費が続くと、石油は今世紀中に無くなってしまうと予想されています。 これからの時代、太陽エネルギーの有効利用がますます大切になってきます。

人工光合成（太陽エネルギーで燃料を合成する）

石油、石炭などの資源の起源は植物の光合成です。これらの化学物質は、電気エネルギーと違って備蓄しやすいこと、また、物質製造の原料として使えるという点で重要です。 植物の光合成に倣って、太陽光をエネルギー源とする物質製造技術（人工光合成）を開発することは、今日の科学者の大きな夢となっています。

図２		図3
植物の光合成		人工光合成

光エネルギーを利用して物質を製造するためには、光を吸収してそのエネルギーを取り出す仕組みが必要です。光合成ではクロロフィルがその働きをしています。 その機能を人工的に実現するために、半導体粒子からできている光触媒が用いられています。

さまざまな光触媒反応系

太陽光発電は環境と最も調和した新エネルギー源として注目されています。そのため、太陽電池の生産量は急速に拡大し、住宅用発電設備や道路の発光標識などに広く使われるようになっています。 また、日本は太陽電池の製造で世界の生産量の約半分を占め、世界一を誇っています。

図５		図6
クリーンな発電システム		太陽電池の生産量の増大

太陽光発電は理想的なエネルギー源ですが、現状の太陽電池で得られる発電コストは約45円/kWhと、家庭用電力料金の2倍にもなっています。 太陽光発電を本格的に広げてゆくためには、この発電コストを引き下げることが重要です。その実現のためには発電の効率を高めることと、太陽電池の製造コストを低くすることが不可欠です。

図7		図8
効率向上のためのアプローチ		低コスト化のためのアプローチ
低反射率多結晶シリコンの利用		研究中の有機薄膜太陽電池