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太陽電池モジュールで世界最高変換効率31.17%を達成

May, 26, 2016, 東京--NEDOのプロジェクトの一環で、シャープは、太陽電池モジュールとして世界最高の変換効率31.17%を化合物3接合型太陽電池で達成した。
 今回の成果は、これまでの世界記録24.1%をはるかに超えるものである。試作されたモジュールは、実用化に向けて十分な約31cm角の大きさを実現した。さらに軽量かつフレキシブルな特徴を兼ね備えており、発電コスト低減だけでなく、高効率化と軽量化が求められる自動車等への展開も期待できる。
 NEDOは、発電コスト7円/kWh達成と併せ、自動車搭載等の高付加価値技術の開発も進める。

太陽電池の変換効率向上は、発電コストの低減に大きく寄与するため、世界中の企業、研究機関が研究開発に取り組んでいる。NEDOは、2030年までに太陽光発電の発電コストを従来型火力発電並みの7円/kWhにする目標を掲げている。
 この目標を達成するため、NEDOは、高い変換効率を維持しながら低コスト化を実現するためのプロジェクトを進めており、その一環としてシャープ株式会社がモジュールとして世界最高変換効率31.17%を達成した。今回の成果は化合物3接合型太陽電池によるもので、これまでの世界記録24.1%(2012年、Alta Devices)をはるかに超えるものである。

試作されたモジュールは約31cm角(面積968cm2)で、実用化に向けて十分な大きさを実現した。さらに軽量かつフレキシブルという特徴を兼ね備えており、発電コスト低減だけでなく、高効率化と軽量化が求められる自動車等への展開も期待できる。

シャープ株式会社の化合物3接合太陽電池セルは、インジウムガリウムヒ素(InGaAs)をボトム層とする3つの光吸収層を積み上げることで、効率的に太陽光を電気に変換できる独自の構造を採用している。この構造のセルでは、2013年4月に小サイズ(面積1.047cm2)で、37.9%の変換効率を達成している。実用可能なサイズ(面積27.86cm2)での太陽電池セルを用いて、セルの集合体であるモジュール(面積968cm2)を作製し、世界最高変換効率31.17%を達成した。

今回のセルサイズの大型化は、「製造条件最適化による基板面内の均一性の向上」と、それに伴う「太陽電池製造基板サイズの大径化」及び「基板サイズの大径化に適したセル製造プロセスの開発」により実現した。