信州大学の研究チームが、太陽光を用いて水から直接的に水素を得る水分解プロセスとして、新しい光触媒によりシンプルな構造で大規模化が容易な低コストの手法を開発した。ペロブスカイト系光触媒Y2Ti2O5S2表面における水の分解において、水素と酸素を2段階で発生させたものであり、面積100m2のシート形状の実証装置を数カ月間作動させることによって、太陽光から水素への変換効率STH(Solar-To-Hydrogen energy conversion efficiency)が向上することを確認した。
研究チームの研究成果が2024年11月27日に『Advanced Science』誌に公開されるとともに、太陽光で水から直接的に製造するソーラー水素の技術開発に関する研究チームによる総説が、2024年12月3日の『Frontiers in Science』誌に掲載されている。
SHJ太陽電池は、理論効率である29%に迫る26.8%の発電効率を示すなど、次世代の高性能太陽電池として期待されている。SHJ太陽電池の高い効率は、a-Si:Hをシリコンウエハー表面のパッシベーション層(ウエハー表面でのキャリア再結合を抑制する層)として用いることに起因している。一方で、a-Si:H層の形成プロセス(プラズマCVD法、Cat-CVD法)では、強い爆発性/毒性を持つSiH4ガスを使用するため、太陽電池における主流となっているPERC(Passivated Emitter and Rear Cell)型の構造を持つ結晶シリコン太陽電池に比べて製造コストが高いことが課題となっている。