アイントホーフェン工科大学、シリコン型太陽電池の変換効率世界記録を更新

アイントホーフェン工科大学、シリコン型太陽電池の変換効率世界記録を更新

【Technobahn 2008/5/16 00:02】オランダのアイントホーフェン工科大学（Technische Universiteit Eindhoven）は14日、変換効率23.2％のシリコン型としては世界最高水準の太陽電池パネルの開発に成功したことをサンディエゴを開催されたソーラー・エナジー・コンファレンスの席上で発表した。 シリコン型太陽電池パネルの変換効率世界記録は三洋電機が2007年6月に発表した21.9％が最高だった。

今回、アイントホーフェン工科大学の研究グループは、太陽電池パネルの表面に30ナノメートルの酸化アルミニウムの皮膜を形成さることにより既存のシリコン型太陽電池の変換効率を向上させることに成功した。
（１ｎｍ：ナノメ−トル）＝10億分の1ｍ＝0.000001mm=0.001μ（ミクロン） アイントホーフェン工科大学ではこの新技術も用いた太陽電池パネルの生産技術をオランダにある太陽電池大手のOTBソーラー社に提供する契約を結んでおり、OTBソーラー社を通じて世界中の太陽電池生産メーカーがこの新技術を導入した製品の生産に着手するだろうと説明している。

太陽電池の基本原理そのものは1839年フランスの物理学者アレクサンドル・エドモン・ベクレルによって最初に発見されていた。

しかし実際に発電が可能となったのは1884年アメリカの発明家Charles Frittsにより半導体性のセレンと極めて薄い金の膜とを接合したもので、得られた変換効率は僅か1%ほどであった。

この発明は後にセレン光電池として1960年代までカメラの露出計などに広く応用されていたが、シリコン型の普及とともに市場から去っていった。

電力機器としての太陽電池の先駆けは米国のベル研究所にて開発された単結晶シリコン型太陽電池で、1954年にM.B.Princeによって論文が発表されている。

当時は Bell Solar Battery と呼ばれ、太陽光のエネルギーを電力に変換する効率は6%であった。

当初は宇宙用が主な用途で、一次電池を用いた世界最初の人工衛星スプートニク1号が21日の寿命しかなかったのに対し、太陽電池を用いた最初の人工衛星ヴァンガード1号([2])は6年以上動作し、その有用性を示している。

その後無人灯台など徐々に用途を拡大し、日本でも1960年代に量産が開始された。

しかし電源としての本格的な開発が始まったのは1974年の石油ショック以降である。生産量は1980年代初めは数MW分に過ぎなかったが、2004年現在では世界全体で約1.2GWにまで成長している。（参照:1977年からの生産量の推移 近年の生産量とシェア）。

変換効率については、2006年には変換効率40.7%の多接合型集光セルも開発されるなど[1]、高性能化が進んでいる。

一方で一般市場向けの製品では省資源化と低コスト化が進んでおり、市場が急拡大している。

なお2004年の時点では、日本が生産量で約半分のシェアを持っており、販売市場ではドイツが39%でトップである。

参照:導入量の推移。2000年から2006年まで、シャープが太陽電池製造量世界一であった。しかし、市場の急拡大に伴うシリコンの供給不足に対応できず、2006年の太陽電池生産量は434MWから2007年は363MWに落とし、生産量はドイツQセルズ社がトップに立っている[2]。

現在1Wあたり約300円である。累積生産量が2倍になると生産コストは8割になるといわれている。

太陽電池は、光の持つエネルギーを、直接的に電力に変換する。その変換過程では熱・蒸気・運動エネルギーなどへの変換を必要としない。

太陽電池内部に入射した光のエネルギーは、電子によって直接的に吸収され、予め設けられた電界に導かれ、電力として太陽電池の外部へ出力される。


電池交換や給電線を不要とし、利便性向上やコスト削減を図る：電卓、腕時計、道路標識、庭園灯、街路灯、駐車券発行機など

他からの電力供給が難しいもしくは不可能な場所のエネルギー源：海洋や山岳地帯の観測機器、人工衛星、宇宙ステーション、離島、送電網の未熟な地域など

温室効果ガス排出量削減用 需要ピーク時の補助電力用
可搬式電源
非常用電源

温度特性
太陽電池は外気温や日照によりモジュール温度が上昇すると発電電圧が下がる特性を持っています。
その低下率は太陽電池の物性により異なりますが、結晶系では1℃温度が上昇すると約0.4%低下します。

そのため太陽電池を設置するときはできるだけ温度が上昇しないように配慮しなければなりません。

通常の発電効率は：25℃の時のデ−タ−が使用されているとの事です。

発電効率、温度特性、初期費用、耐用年数、等の問題もありますが、皆様が地球温暖化防止を考え、政府及び都道府県が普及策を打ち出せば、更に加速すると思います（例：太陽電池設置家庭にクリ−ンカ−ド等を発行し、商品購入の補填可能、所得税の一部控除等）日本のクリ−ン化技術の推進及び技術向上の助けにもなります。