早稲田大学の石井あゆみ准教授、桐蔭横浜大学の宮坂力特任教授らの研究グループは、近赤外光も利用可能なアップコンバージョン型ペロブスカイト太陽電池の開発に成功した。
太陽光発電は再生可能エネルギーの中で最も注目される技術で、現在の主流は鉛系ペロブスカイト太陽電池。ペロブスカイトとは天然鉱物カルシウムチタン酸塩の結晶構造に由来するペロブスカイト型結晶構造を持つ化合物群の総称だ。しかし、このペロブスカイト太陽電池は「可視光」しか利用できず、太陽光の半分近くを占める「近赤外光」は無駄になっていた。一方、赤外光感度を有する系ペロブスカイト太陽電池では変換効率が低いという問題があった。
研究グループは、微弱な近赤外光を吸収できる有機色素を希土類系ナノ粒子に固定化し、その光を「アップコンバージョン」により可視光へと変換する技術を開発。アップコンバージョンとは、光子2つ以上が連続吸収されて励起波長より短波長の光が放出される現象で、近赤外光などの低エネルギー光を高エネルギー光（可視や紫外光）に変換できる。
さらに、この改良型アップコンバージョンナノ粒子をペロブスカイト太陽電池に組み込むことで、これまで利用できなかった近赤外光がこのナノ粒子により可視光に変換され、ペロブスカイトがそのエネルギーを吸収することで電気への変換に成功した。
今回の成果は、従来の限界を超える次世代型の高効率太陽電池の実現に貢献する可能性がある。今後この技術が大規模なソーラーファームだけでなく、住宅用パネルや携帯機器、建物や車の窓に組み込まれる太陽電池にも応用されれば、日常生活のエネルギー自給の可能性が広がるとしている。
