ABOUT

都城高専について

太陽電池への取り組みを通じて、
研究とは何か?その本質を伝える。

都城高専の赤木洋二准教授は、長らく長岡高専の荒木教授と共同研究を行なってきた。太陽電池における、レアメタルフリーや毒性のない材料を用いた研究である。長岡では、銅を一つの柱として研究しているのに対し、都城では銀を扱っている。銅と銀は、価数が同じために置換可能な元素であるが、理論的には銅の一部を銀に置き換えると、材料によっては効率が上がると考えられるという。

太陽電池の研究を通じて、学生たちに何を伝えられるのか。赤木准教授は、一人の研究者として、また教育者としても深く考えている。その思いをどれだけ学生たちが受け取っているのか。彼らへのインタビューと合わせて掲載したい。

PROFESSOR

赤木准教授インタビュー

「『研究って、何でするのかわかってる?』
ってよく言うんです。
学生たちには、研究者のマインドを
伝えているつもりです。」

太陽電池の研究において、
銀という素材を扱うメリットについて教えてください。

赤木

太陽電池の変換効率を決めるのは、バンドギャップなんですが、銅を使うよりも銀を使う方が、理論的には上がるんです。ただ、銀の方がコスト的には高くなってしまう。そこが弱点ではあるのですが、太陽電池自体が世の中には全然、足りていないため、新しい素材、技術にはチャレンジしていく必要があると思っています。もう一つ、現在のシリコンの太陽電池は、実は電極の部分に銀を多く使っているんですね。それに比べると、私が研究している銀をベースにした太陽電池の方が、銀の量自体は減らせる。なので、これから採用される可能性もあると思ってます。

学生たちはどのような形で研究に参加しているのでしょう?

赤木

いきなり研究をしろと言っても、何をしていいのかわからないですよね。なので、こんなテーマはどう?というような示唆をして、あとはある程度、学生が自分で考えながらやるように指導しているつもりです。専攻科に入ると、ほとんど自分で考えて進めて、打ち合わせをしようと話すとデータを出してくれるようになりますね。例えば「学会に行くぞ」と言ったときに、ある程度こちらから提案をした後には、資料や論文を自分から持ってきます。大学のさらに高いレベルの研究に進んだ時に、もっと力が伸びるようなベース作りをこちらでしているようなイメージですね。

大学院に進んでも大丈夫な基礎知識をつけておく。
実験機器、設備の扱いなどは、その基礎の部分に当たるかもしれません。

赤木

成膜をしますので、蒸着装置やスパッタ装置といったものがあります。また、電子顕微鏡、あるいは分光光度計のような、薄膜表面のミクロな凹凸や光の特性を見るような装置、結晶構造を見るX線回折装置など、この辺りの機器は、大学院に進んだとしてもおおよそどこの研究室でも共通しているものだと思いますから、使い方、解析の仕方をきちんと理解してもらう。これらの機器の扱いに関しては、重点的に行うことが大事だと思ってます。

赤木先生のゼミを選ぶ学生たちは、
やはり太陽電池に面白さを感じているのでしょうか?

赤木

主体的に選んでいる学生は、そうだと思います。ただ、テーマに関しては曖昧な場合もあって、私が重要視しているのはむしろ、研究とはどういうものか。その根本を学んでほしいと思っているんです。高専のそれぞれの学科には10人ほどしか先生がいないので、すると10個しかテーマがないようなもの。必ずしも学生が研究したいテーマがあるとも限らない。ですから、研究のベーシックな流れを学ぶことが大事だと思ってます。基本的な考え方は一緒ですから、テーマや分野が変わってもやっていけると思うんです。

どうしても学生は結果を求めてしまいがちですが、いっぱい失敗もしますし、昨年の研究をなぞるぐらいしかできないこともある。「研究って何でするのかわかってる?」ってよく言うんです。社会に出ても研究みたいなものだよと。企業に入って、何かを作らなければいけない場合、それについていろんなことを考えなければいけない。例えば、すでに製品化されている商品をベースに改良する場合には、それに対してどんなニーズがあるのか背景を調べて、どうすればいい製品になるのか、さまざまなデータを解析しながら実験を繰り返していく。そういうプロセスを学んでいるのだから、研究は大事なんだと伝えてますね。実際に自分で失敗して、考えなければ、身につかないものですから。

太陽電池の研究において、
都城の地域特性というようなものはあるのでしょうか?

赤木

実は宮崎は、太陽電池を置くのにベストな環境なんです。それは日照時間が長いだけでなく、雨も適度に降って、汚れを流してくれるから。基本的に太陽電池はメンテナンスフリーと言われていますから、掃除をしないのが一般的。ですので雨が適度に降る必要があって、実際に宮崎は非常にいい発電量が取れるんです。ただ、良好なデータが取れるというだけではあまり意味がなくて、苫小牧の低温の環境ならどうなるのか? 長岡の雪の環境ならどうなのか?そう言ったさまざまな地域でデータを取る必要がありますね。さらに言えば、災害時の実際に電気が止まっている時に、明日の天気予報ならばどれくらい発電量が取れて、どのように使えばよいのかという話に繋がっていきます。季節と時間帯によって、どれほど発電量が変化するのか、普段からきちんとデータを取っておかなければ災害時の役には立ちません。

太陽電池は、すでに社会実装されて、今は多くの人たちが使う段階に入っています。正直に言えば、もうシリコン製のもので十分という社会的な状況になっているとも思います。ですから我々の研究が、将来的にどのように役に立つのかと言われると、非常に苦しい状況ではあるんです。ただ、もしかすると太陽電池の分野ではダメでも、全く別の分野で生かされる可能性はあるわけです。研究には必ずそういう側面があって、すぐに役に立つわけではない。未来の誰かにとって役に立つかもしれない。そのマインドがなければ研究者になれないということは、学生たちにも伝えています。

STUDENT

学生インタビュー

3人の学生が語る、
高専での研究生活と未来像。

宗像 龍耀

(専攻科1年)

化合物薄膜太陽電池の研究をしています。銅や銀ではできていますが、ATSという素材を使った太陽電池はまだどこも成功していないんですね。昨年は薄膜ATSを作成する段階でつまずいてしまいましたが、今年はようやくできそうなので、新しい太陽電池ができるかもしれないと思ってます。

高専に来ても、自分が何をするんだろう、将来どんな仕事をするんだろうっていうビジョンは見えていませんでした。自分が何をやりたいのかも、はっきりとわからない。でも、太陽電池の研究に携わるようになって、低炭素化社会の実現という社会課題に向き合って、それこそが自分のやるべきことなんじゃないかと思うようになりました。やるべきことを与えられて、モチベーションが生まれたというか。将来、大学院に行っても、今の研究に関連した内容から、自分の研究を見つけたいと考えています。

平山 優都

(本科5年)

論理的な話だけではなくて、実験的で、モノづくりをするので、赤木先生のゼミに入りました。せっかくなら高専にいる間に、機械を使ってみたいと思ったからです。蒸着機、熱処理、電子顕微鏡と、それぞれのプロセスで機器を扱う面白さがあると思います。その実験の過程で、ミスをしていないはずなのに、予想外の結果が現れると面白いなと思います。予想外は、面白いんです。

卒業後は、段ボールを生産するメーカーに就職することが決まっています。父がトラックのドライバーだったのですが、物流という点では、少し接点があるかなと、嬉しく思ってます。生産設備を担当すると思いますが、高専の実験で習った、「まず手を動かしてみる」っていうスタンスは、同じだと思ってます。

喜瀬 駆

(本科5年)

なるべく綺麗な膜を作って、太陽光電池のデバイスを作るのが今の目標です。やっぱり自分が作ったものを手にすることは面白いですし、その自作のものを評価するっていうことが次により良いものを作るためには必要だと学んでいます。元々、モノづくりがしたくて高専に入ったので、今の研究は、とても楽しいです。

就職した後にも、メーカーでモノづくりに携わっていきたいと思ってます。研究内容が直結するわけではないと思うけど、自分で考えて、器具を使って、評価して、そのデータを次に活かすという、高専で行っている研究のサイクルは、きっと役に立つと思うんです。何かを開発するっていうことは、プロセスとしては、研究とほとんど同じですから。

  1. 01

    NARA

    奈良高専

  2. 02

    HOKKAIDO

    苫小牧高専

  3. 03

    NAGAOKA

    長岡高専

  4. 04

    YONAGO

    米子高専

  5. 05

    MIYAKONOJO

    都城高専

  6. 06

    WAKAYAMA

    和歌山高専

  7. 07

    TSURUOKA

    鶴岡高専

INTERVIEW

高専を卒業した研究者に聞く、
高専で学ぶことの意義。

高専が育む未来 GEAR5.0の現在値