代替・節約技術の動向
概要
銀の産業利用において、コスト削減と資源効率化の観点から代替・節約技術の開発が進められています。特に太陽光発電セクターでは顕著な技術進歩が見られる一方、その他のセクターでは銀の独自の特性により代替が困難な状況にあります。
太陽光パネルでの銀使用量削減
技術進歩と使用量削減
PV(太陽光発電)セクターでは、以下の点で顕著な技術進歩が見られています:
銀ローディングの削減: パネル1枚あたりの銀使用量が大幅に削減
学習効果: セル出力当たりの銀使用量は学習効果により継続的に低下
コスト削減: 質量比で1%に満たない銀が材料コストで大きな割合を占めており、削減が重要課題 [1]
使用量削減のジレンマ
技術進歩による単位あたりの使用量削減にもかかわらず、以下の要因により総使用量は増加しています:
要因 |
影響 |
|---|---|
パネル設置数の増加 |
世界的な太陽光発電需要の高まり |
N型セルへの移行 |
TOPConやHJTセルの普及 |
市場規模の拡大 |
2025年には全世界の銀需要の14%を占める見込み(2014年は5%) |
将来予測と課題
ニューサウスウェールズ大学の研究によると、2050年までに太陽光発電技術が世界の銀埋蔵量の85~98%を消費する可能性があり、イノベーションの緊急性が強調されています。
その他セクターでの代替
代替困難な理由
多くのセクターで代替・節約は限定的であり、その理由は以下の通りです:
優れた電気伝導性: 金属中で最高の電気伝導率
優れた熱伝導性: 効率的な熱管理が必要な用途で不可欠
抗菌性: 医療・衛生用途での独自の価値
信頼性: 長期的な性能と安定性
性能優先の選択
性能と信頼性の観点から、以下の分野では銀が選好され続けています:
電子機器: 高性能コネクタ、スイッチ類
医療機器: 抗菌コーティング、電極
産業機器: 高信頼性接点、センサー
最新動向(2025年)
太陽光パネルの銀代替技術
2025年時点で、複数の代替技術が開発・実用化段階にあります:
1. 銅置換技術
基本的アプローチ
銀とほぼ同等の導電性を持つ銅を使用
製造コストを大幅に削減(銅は銀の約100分の1の価格)
実用化事例
中国のAIKO社:全裏面接触(ABC)モジュールで銅を使用した相互接続を開始
Longi Green Energy社:電気めっき銅を費用効果の高い代替として試験中
課題
銅は銀よりも酸化しやすい
長期安定性と効率維持のため、特殊コーティングや処理が必要
大量生産への準備段階
2. 銀被覆銅ペースト
技術概要
銅粒子を銀でコーティングした複合材料
銀消費量を30~50%削減可能 [2]
SHJソーラーセルでの5 mg/W目標達成への現実的な道筋
利点
即座に銀消費量を削減可能
既存製造プロセスとの互換性
3. 銅めっき技術
アプローチ
主に銅を使用して金属接点を形成
産業用シリコン太陽電池の銀低減金属化ソリューション
開発状況
実験室レベルでは既に存在
産業規模での展開を加速する必要性
4. テープソリューション技術
革新的アプローチ
新型太陽電池ストリンガーマシンを使用
銅線付き接着テープにより銀使用量を60%削減 [3]
銀の必要性を完全に排除
5. ペロブスカイト太陽電池
技術的特徴
ペロブスカイト鉱物を使用した次世代太陽電池
銀の必要性を最終的に排除する可能性
直近10年間で変換効率が約1.5倍に向上
実用化の見通し
日本政府の戦略(2024年11月公表):
経済産業省が「次世代型太陽電池戦略」を公表
2025年中に本格的な市場投入が最短で実現
GI基金を活用した価格低減支援
2025年目標: 20円/kWh
2030年目標: 14円/kWh
2040年までに約20 GWの導入目標
企業の動向
2025年1月: 積水化学が「積水ソーラーフィルム株式会社」を設立
2027年: 100MW規模の生産ライン稼働計画
2030年: GW級の量産体制構築見通し
国内外で量産体制を整える企業が増加
銀需要の見通し
2025年の予測
太陽光発電向け銀需要が全世界の銀需要の14%を占める見込み
2014年の5%から大幅に増加 [4]
N型セル(TOPCon、HJT)への移行により、単位あたりの使用量は増加傾向
長期的課題
製造コストに占める銀の割合が増大
太陽電池モジュール価格は低下を続けるが、銀価格は上昇傾向
代替技術の早期実用化が産業の持続可能性に不可欠
まとめ
代替・節約技術は太陽光発電セクターで急速に進展しており、2025年は複数の革新的技術が実用化段階に入る転換点となっています。銅置換、銀被覆銅ペースト、ペロブスカイト太陽電池などの技術により、銀使用量の大幅削減または完全な代替が可能になりつつあります。
一方で、その他のセクターでは銀の独自の特性により代替が困難な状況が続いており、セクターごとに異なるアプローチが必要とされています。コスト削減と資源効率化の両立は、今後の技術開発における重要な課題であり続けるでしょう。