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基礎知識・コラム

2019/02/23

太陽電池の種類について学ぼう!その1

基礎知識

太陽電池は全て同じ素材を用いられているわけではなく、用途や規模に応じて様々な種類があります。大きく分けるとシリコン系・化合物系・有機系・量子ドットの4種類になります。太陽光発電投資において最も普及しているのはシリコン系の太陽電池になります。今回はシリコン系含め、太陽電池の種類についてお話しします。

シリコン系太陽電池

シリコン系は最も普及している種類になりますが、さらにその中でもタイプが分類されます。

①単結晶シリコン・・・1つのセルが一つの大きなシリコン決勝で作られており、性能が非常に高く、その分価格も高くなります。

②多結晶シリコン・・・小さなシリコン結晶が集合しセルを構成しています。単結晶シリコンと比べると費用・変換効率共に低くなり、シリコン系の中でも最も普及しています。

③薄膜シリコン・・・原子の配列が不規則な状態で密集している特殊なシリコン系太陽電池で、別名アモルフォス(状態)シリコンとも呼びます。低価格で太陽光で高温になっても変換効率が低下しにくい反面、単結晶・多結晶シリコンよりも変換効率は劣ります。

④多接合シリコン・・・単結晶シリコンと薄膜シリコンのそれぞれの長所を組み合わせたハイブリッド型になります。ヘテロ接合シリコン、HITシリコンとも呼ばれます。

化合物系太陽電池

化合物系シリコンも4種類のタイプがあります。シリコン以外の物質で組み合わされた太陽電池で、世界最高水準の変換効率を持ちます。しかし、実用化に至っている化合物系太陽電池はアモルファスシリコンと同程度の変換効率となります。

①CIS太陽電池・・・銅・インジウム・セレンを原料としており、温度変化に強く、少ない材料で生産できることから今後さらに価格を下げる余地の大きい太陽電池として期待されています。

②CIGS太陽電池・・・CIS太陽電池にガリウムが加えられています。変換効率はCIS太陽電池よりも高くなっている反面、人体に有害な物質であるカドミウムが含まれていることもあり、環境面に強い負荷がかかってしますのが難点です。

③GaAs太陽電池・・・ガリウムとヒ素が原材料となっている変換効率の高い太陽電池です。しかし原材料が高価な分価格も高くなっています。その変換効率の高さから、人工衛星やソーラーカーレースなどで使用されています。

④CdTe太陽電池・・・テルルとカドミウムを原料とした他愛用電池です。製造時のエネルギーを抑えられるのと高温時の出力低下の少なさが特徴ですが、有害物質を含んでいるのが難点です。

 

有機系・量子ドット系太陽電池については、次回で触れていきます。