Subject   : 太陽電池

カテゴリー  : 半導体 


 太陽電池
 

種類 メモ
単結晶シリコン
太陽電池
単結晶シリコン 最も古くからあり、現在実用化されている太陽電池の中では最も性能が良い(変換効率が20%を超える)。シリコン原子が規則正しく並んでいる高純度のシリコンを薄くスライスしたものを利用。そのため価格が高い。
多結晶シリコン
太陽電池
多結晶の場合はシリコン原子が単結晶ほどは規則正しく並んでいない。近年の製品パネルは単結晶の性能に近づき、コストとのバランスが良いため、現在最も生産されている。変換効率は少し落ちて15〜18%
HIT太陽電池 単結晶シリコンとアモルファスシリコンを組み合わせている。単結晶シリコン太陽電池に比べ、高温になっても性能の低下が大きくないのが特徴。また、他の太陽電池は光を受ける面が決まっているのに対し、HIT太陽電池は裏面でも発電できる。
薄膜シリコン
太陽電池
アモルファスシリコン シリコンをなるべく節約するために考えられたもの。シリコンをスライスするのではなく、シリコンとシランガスなどを反応させ、薄い膜状にして使う。単結晶、多結晶はシリコン原子が並んでいるのに対し、不規則な状態(アモルファス)になっている。単結晶、多結晶シリコン電池に比べると性能は落ちるがコストが安いため、最近多くのメーカーが参入してきている。
化合物半導体
太陽電池
化合物半導体系にはGaAsやInPに代表されるV―X族、CdTeやCdSのようなU―Y族、CuInSe2に代表される多元系(T―V―Y族)等の化合物半導体がある。CdTeはFirst Solar(米国)とAnTec(独)、CISはShell Solar(独)とGlobal Solar(米)
CIS系薄膜太陽電池 カルコパイライト(黄銅鉱)系(銅、インジウム、ガリウム、セレンの化合物が代表的) シリコンを使わないのが特徴。 高効率、省資源、長寿命、宇宙環境用に期待
有機薄膜太陽電池 池。開発が進めば、色素増感太陽電池よりもさらに構造や製法が簡便になると言われる太陽電池
染料感応型太陽電池 色素増感型太陽電池 (Dye sensitized sol ar cell)


● 太陽電池の性能
 太陽電池の性能は「変換効率」で測る。快晴日の昼間、水平面1平方メートル当たりに大体1000ワット分の光が入る状態を100%とし、対象となるパネルが何%電力にできるかを測定する。例えば1平方メートル当たり150ワットの発電能力がある場合は、変換効率15%となる。なお、測定には日射条件や温度について「AM1.5、25℃」という条件がある。AMとはエアマスの頭文字で、太陽光が地表に到達するまでに通過する大気の量を指す。地表面に垂直に届く場合をAM1とし、日本も含めて世界中でAM1.5を基準としている。

機種にもよるが、現在の製品の変換効率は結晶系パネルで15〜20%、薄膜パネルでは15%未満、市販品では10%そこそこ。
 ⇒ ガリウム砒素(GaAs)
 ⇒ 発光ダイオード(light emitting diode)

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