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シャープ、化合物3接合型太陽電池で世界最高変換効率36.9%を達成

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シャープは、太陽電池を3つの層に積み重ねた化合物3接合型太陽電池で、研究レベルにおける非集光太陽電池セルとして、世界最高となる変換効率36.9%を達成したと発表した。

本件は、NEDOの「革新的太陽光発電技術研究開発」の一環として取り組まれたもので、NEDOの本プロジェクトでは、新材料・新規構造等を利用して太陽光発電の「変換効率40%超」かつ「発電コストが汎用電力料金並み(7円/kWh)」達成のための探索研究を行い、2050年までの実用化を目指している。NEDOは、本成果によって、この目標の達成が大きく促進され、高効率太陽電池の早期実用化が期待できるとしている。

化合物3接合型太陽電池は、インジウムやガリウムなど、2種類以上の元素からなる化合物を材料とした光吸収層を3層重ね、各層で異なる波長の光を吸収させることで、太陽光を高い効率で電気エネルギーに変換する太陽電池。化合物太陽電池は、主に人工衛星に使用されている。

シャープでは、2000年から光吸収層を3層に積み重ねて高効率化を実現する「化合物3接合型太陽電池」の研究開発に着手。2009年にはインジウムガリウムヒ素をボトム層として、3層を効率よく積み上げて製造する独自の技術を開発し、変換効率を35.8%まで高めている。今回新たに、各太陽電池層を直列に繋ぐために必要な接合部の抵抗を低減させることで、太陽電池の最大出力が向上し、変換効率を高めることに成功した。

現在、太陽電池市場の約80%を占めるシリコン結晶の太陽電池は、市販製品で最高20%程度の変換効率を有する。太陽光発電を更に普及させていくためには、狭い面積でも十分な発電量が得られるように、この変換効率を向上させていくことがポイントとなる。NEDOでは、プロジェクト目標である40%超の変換効率達成のため、今後、更なる効率向上を進めるとともに、実用化へ向けたコスト低減などの技術開発を進めていくとしている。

また、将来的には、極薄の太陽電池層をフィルムなどに転写することにより、軽量でフレキシブルな太陽電池が可能となる。シャープでは、本成果を活かし、今後、集光型だけでなく、宇宙用や飛行体、車向け用途などでの実用化を目指す考えだ。

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