産業技術総合研究所、フレキシブルCIGS太陽電池サブモジュールで世界最高の光電変換効率15.9％を達成: ソフトエネルギー

産業技術総合研究所、フレキシブルCIGS太陽電池サブモジュールで世界最高の光電変換効率15.9％を達成

　産業技術総合研究所は、曲面や特殊な利用環境で利用できる、モバイル機器への展開も期待される軽く、曲げることも可能なフレキシブル太陽電池を開発。このCIGS太陽電池でフレキシブルCIGS太陽電池サブモジュールで世界最高の光電変換効率15.9％を達成したと発表しました。スリムな集積型高性能太陽電池によりLEDを点灯させている興味深い写真も公開されました。
　CIGS型太陽電池は、

プレスリリース / 産業技術総合研究所、2010年2月25日
・フレキシブルCIGS太陽電池サブモジュールで世界最高の光電変換効率を達成

-----image(”集積型フレキシブルCIGS太陽電池と、その電力で発光するLED”) : 同リリースより

" -表面に金属導線がなく、スリムな集積型高性能太陽電池を実現－
ポイント
　軽く、曲げることも可能なサブモジュールサイズの集積型太陽電池で、光電変換効率15.9 %を実現。
　フレキシブル太陽電池モジュールのためのアルカリ添加制御や集積化技術を開発。
　曲面や耐荷重制限のある場所、さらにモバイル機器への適用に期待。

.....太陽電池材料の一つであるCIGS薄膜を用い、太陽電池表面に金属導線のない集積型構造のフレキシブル太陽電池サブモジュールで世界最高となる光電変換効率（認証効率）15.9%（受光面積75.7cm2）を達成した。

　軽く、曲げることも可能なフレキシブル太陽電池は、従来の太陽電池では導入が困難だった場所への設置も可能になるなど応用拡大が期待できるため、太陽光発電普及促進の一つの鍵として注目されている。しかし、集積型構造のフレキシブル太陽電池モジュールで10%以上の光電変換効率を得るのは極めて難しかった。今回、高精度なアルカリ添加制御や集積化のための技術課題に取り組み、実用レベルのサブモジュールサイズ基板を用いて、集積型フレキシブルCIGS太陽電池の光電変換効率を飛躍的に向上させることに成功した。
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開発の社会的背景
　近年、世界的に太陽光発電に対する関心が高まっており、現在主流である結晶系シリコン太陽電池以外にもさまざまな種類の太陽電池が市場に登場するようになってきた。中でもCIGS太陽電池は、光電変換効率が高い、経年劣化がなく長期信頼性に優れる、黒一色の色彩、といった特長を持ち、低コスト化も期待できる薄膜型太陽電池の一つである。また、エネルギーペイバックタイムはおよそ1年と従来の多結晶シリコン太陽電池の約半分程度である。薄膜型太陽電池の特長を活かした、軽く、曲げることも可能なフレキシブル太陽電池は、従来の太陽電池では導入が困難だった耐荷重制限のある場所や曲面への設置が可能になるだけでなく、モバイル用電源としての応用も期待できるため、その高性能型製品の登場が待たれている。特にCIGS太陽電池は薄膜型太陽電池の中で最も高い変換効率が得られていることから、高性能なフレキシブルCIGS太陽電池モジュールの実現が切望されている。

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図3に、今回開発した集積型フレキシブルCIGS太陽電池サブモジュールの外観と、サブモジュールから切り出して作製した長さ10cm、幅2cmの短冊状CIGS太陽電池モジュールに蛍光灯の光を当てて発電させ、LEDを発光させている例をそれぞれ示す。

-----image[”図3　（左）10×10cm2サイズで100μm厚のセラミック基板を用いて作製した集積型サブモジュールの外観
　 (右)同サイズで300μm厚基板のサブモジュールから切り出して作製したフレキシブル太陽電池モジュールと、その電力で発光するLED”] : 同リリースより

1枚のCIGS太陽電池から得られる電圧は、グリッド電極型では一つの太陽電池分に相当する1V以下であるが、集積型構造にして直列接続することにより、集積化された太陽電池の個数分となり10V以上の電圧も可能となる。そのため、高い動作電圧を必要とするデバイスでも１枚の太陽電池による動作が可能となる。また、この集積型太陽電池モジュールは受光面に部分的に影ができても機能する。
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コメント続き

　今回のリリースの補足情報に

「エネルギーペイバックタイム
太陽電池の製造時に投入されるエネルギー量が、製造された太陽電池による発電エネルギーによって回収されるまでの期間を示す。CIGS太陽電池では年間生産規模が10MWの場合でおよそ1.2年、100MWになればおよそ0.9年といわれる。」

　とあります。現在開発済みの太陽電池も開発中の太陽電池もエネルギー的には多くの人が驚かれるほど短時間にエネルギーを回収します。産総研のサイトには、こうした情報が数多く公開されていました。参考までに以下にリンクをピックアップしておきます。(t_t)

参考
　産業技術総合研究所の太陽光発電に関する情報がスゴイ。例えば、

・産総研：太陽光発電研究センター「太陽光発電のエネルギー収支」

・太陽光発電研究センター
　 / 太陽光発電とは