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市場から消え去る？恐竜のような・・・。

ある予言？

５年ほど前、多結晶シリコン太陽電池の会社の重役が、ある会合で漏らした一言。 「消え去る恐竜」のような太陽電池、それが、「単結晶シリコン太陽電池」です。
最近は、まさにこの重役の「予言」通りになってきました。

よく発電するのに

では、なぜ「消え去る」のでしょうか？理由は「製造コスト」が「高い」からです。 日本の住宅用太陽光発電の市場では「普及のための価格非違下げ」が最大の技術テーマです。この考え方は、現在の 太陽光発電普及率を考えれば正しい方向性だったのでしょう。

「発電しない太陽電池はゴミ」と思っているのですが・・・

しかし、daiのように「発電しない太陽電池はゴミ」 と断言する立場からすると、発電する「単結晶Ｓｉ」より、発電しない「多結晶Ｓｉ」が日本の市場に<ふさわしい>太陽電池であるとは なんとも認めたくない現実です。

すっきりしない「技術開発の方向」

技術開発の結果、「多結晶Ｓｉ太陽電池」が「多結晶Ｓｉ太陽電池」より発電するようになり、結果「単結晶Ｓｉ 太陽電池」は市場から消え去ったならdaiもすっきりするのですが・・・。

１９９９年代後半のＰＥＲＬ太陽電池ですが・・・。

ＰＥＲＬ（Passivated Emitter,Rear Locally-diffused)

オーストラリアのニューサウスウェールズ大学　マーチン・グリーン教授のグループによって発表された太陽電池セルです。

大きさは４cm2で、変換効率は 24.7％（ＡＭ 1.5 ２５度）、解放電圧 700mA、短絡光電流密度 42.2mA/cm2　を記録しています。

１０年経過した現在でも。結晶Ｓｉ太陽電池で、このＰＥＲＬより優秀な変換効率を記録した太陽電池はありません。（一般的な公認された記録として）

ＰＥＲＬの特徴

• 基板は、高品質なＳｉシリコンを製造できる「ＦＺ法」で作製されたＳｉを利用。
• 表面には、半導体集積回路素子で用いられる、フォトリソグラフィ技術によって逆ピラミッド形に テクスチャー加工されている。これは反射損の低減につながっている
• ｎ層の厚さとキャリヤ濃度が最適化されている。
• 裏面・表面に薄い酸化膜が形成されている。電極との導通は、酸化膜の小さな開口部分で行われている。 これにより光合成された小数キャリアが裏面・表面にて再接合されるのを抑制している。 裏面の酸化膜の上をすべて金属で覆い、ＢＳＲ効果を待たせている。
• ＺｎＳ/ＭｇＦ２の二重構造の無反射膜を真空蒸着により形成。反射損の低減を図っている。

上記は、２００２年刊行「光エネルギー　ＮＯ.３」（オーム社）で元宇宙開発事業団 副主任開発員の久松 正氏の ＰＥＲＬに対する記述からの引用ですが、確かに単結晶Si基板の製造を一般的な「ＣＺ法」では無く、「ＦＺ法」を採用している 等々、製造コスト面では不利な太陽電池ですね

PERLを通じてdaiが思うこと・・

かなり反感を頂くような独断的な考えですが・・・。

• これほど結晶Ｓｉ太陽電池が国内に普及し、「日本が世界一の太陽光発電技術の国」と称する人までいるのに、結晶Ｓｉ太陽電池で未だにＰＥＲＬ 以上の発電効率を記録できない無様さ
• PERLでの提案を製造ラインに適合させるのは大変な努力だと思いますが・・・、未だに、ＰＥＲＬの構造を模倣するだけで、新しい アプローチを提案出来ないのほ、如何なものだろうか？確かに「球状ＳＩ」や「積層化」も言われたが・・。日本の太陽光発電業界、特にＳＩ太陽電池 業界の「新技術」って一体何？
• もし、「技術」の正体が、数々の海外で提案された「構造」を「製造ライン」に適合させるだけのものであったなら（まぁ、これも大変な革新を伴うことは 理解しているが）いずれ海外勢に追い抜かれるのは当たり前のように思うが・・。それでも、世界最高の結晶Ｓｉ技術と称するのか？

しかし、「技術」がdaiの思うとおりで、いつまでもこの様な状況であるのなら、「日本の世界最高の技術水準の太陽電池です。」と、販売しているdaiは悲しくなるね。 そして、製造メーカーの「新技術」を信じて太陽光発電を購入するお客様や、太陽光発電業界（特に結晶Ｓｉ）のより一層の躍進を信じて、「アホ」 みたいな補助金を出している政治家って・・・。あぁ、話がずいぶんそれましたねぇ。

（単）結晶シリコン太陽電池の構造別分類

この分類は「光エネルギー　NO.3」（株式会社オーム社刊　久松　正著）に記載されたものです。

この分類が結晶Ｓｉ太陽電池を的確に分類しているとは思えないのですが・・・、太陽電池を説明する場合、「ＢＳＦ膜」「ＢＳＲ層」 の有無、形成素材・形成方法は、我々ユーザーレベルでも話題になります。ただし、各メーカーその名称はまちまち。メーカー営業に聞いても 「ＢＳＲ」層を「自社独自の・・・」と宣います。

買えるのか？「単結晶シリコン（基板）太陽電池」？？

以下に、daiが気になって、気になって仕方のない太陽電池をご紹介！

ちなみに、一種類はdaiの所属するセブンティーンでは　扱っていません。購入先はご自分でしらべてねぇ！

daiの大好きな単結晶Si太陽電池ですが・・・。大変です。

完全に統計データを集計したわけではありません。完全にdaiの「無神経」な推測なのですが、 設置後10年経過したＳ社の単結晶Si太陽電池に出力低下の事例が多数見受けられるようです。

daiの勤務するセブンティーンが、過去にこの単結晶Siを非常にたくさん販売しているために この様に感じるのかもしれませんが・・・。ただ、この会社の場合は、１０年以上経過した太陽電池でも 場合によっては交換してくれています。（凄いねぇ！）その結果、逆に信頼を集めておられます。 ただ、怖いねぇ。もしくだらない会社の販売した太陽電池が出力低下してダメになり、 「保証期間終了ですから。」とか「保証対象外ですから。」言われたら・・・。購入ローンだけ残ったりして・・。 先日のあるお客様、「最も多そうなのが、10年たったら日本国内に販売拠点がなかったりして・・・。」だって。

ちなみに、この会社の太陽電池はこのページにはありません。

Ｂａｃｋ　Ｃｏｎｔａｃｔ　Ｃｅｌｌ　　SunPower Corporation

太陽電池へのアプローチが独創的

ヨーロッパの展示会でこのモジュールを見たとき、思わず「真っ黒だ～～！」と感激した。 本来、太陽電池の表面にあるべき「櫛形状」の電極が表面になく、非常に綺麗な、インパクトのある外観をしています。

この製造元のサンパワー社の技術力と,独創性は非常に評価が高いです。 Back Contact Cellと呼ばれるこの太陽電池は、 本来表にあるべき表面電極を裏面に配置し、電極によるシャドウロスを低減しています。
ＳｕｎＰｏｗｅｒ社はこの形状で、 ２２cm2の面積で２２％以上の変換効率を記録しています。より市販商品に近いレベルでは、 １ＭＷのパイロットラインで１５cm2面積、２１．５％の変換効率を記録しているそうです。

ただ、残念なことに、当初からこの会社は欧州・米国を主要マーケットと考えていたようで、 世界最高効率のセルを製造していながら、日本国内に安定して供給されていないようです。

また、単結晶Si基板に、FZ法で製造されたSiを利用している等々、価格的には高価であるようです。
日本国内の様に多結晶Siと単結晶Siが同次元で競争するマーケットでは評価されにくい様に思います。

最近は、フイリッピンに２５ＭＷクラスの製造工場を立ち上げています。より、日本マーケットを意識した 太陽電池の登場を期待しています。

尚、弊社は現在ＳｕｎＰｏｗｅｒ社さんの商品は扱っておりません。商品の詳細はＳｕｎＰｏｗｅｒ社さんに直接 お問い合わせください。この会社のＨＰも技術情報一杯！一見の価値があります。

Heterojunction Cell Sanyo HIT

個人的には一番欲しい太陽電池です

最近、米国の太陽光発電・研究者の会合の会議録を閲覧させてもらったのですが、高効率Ｓｉ太陽電池の有望な技術として ヘテロ接合をテーマにしています。

２００５年に世界の太陽電池研究所・大学の研究テーマで「ヘテロ接合」を数ると、実に１６もありました。
日本ではヘテロ接合セルとして、サンヨーさんのＨＩＴ太陽電池（Heterojunction With Intrinsic Thin-Iayer）を比較的安価で購入できます。
我々の設置物件でもこのＨＩＴは高成績を記録しています。 無視できない太陽電池です。

従来の太陽電池では、ＳｉＯ2やＳｉNで酸化膜を形成していましたが、ＨＩＴの場合、光入射側に、 ｐ型／i型 a-Si膜、５～１０nm、裏側にi型／n型a-Si　５～１０nｍを形成しています。 この膜がｎ型の単結晶シリコンを挟んでいる構造です。
これにより、Ｓｉ面とa-Siの界面での、 小数キャリア（自由電子）の再結晶化（消滅）を酸化膜より効率よく抑制（パッシベーション）しています。

これらの接合は、従来の太陽電池の熱拡散法での９００度に比べ、ＨＩＴは２００度と低温プロセスであるそうです。 そのため、ウエハにストレスが少なく、より薄膜化の可能性があると言われています。 （この点では、あまり技術進歩がないような気がします・・。）

また、営業トークでよく言われる言葉ですが、出力特性の温度係数が、単結晶Ｓｉより小さいため、 他の結晶Ｓｉで問題になる、夏場の表面温度上昇による出力低下が少ない。結果、年間発電量で、同じ出力の単結晶Ｓiより １０％ほど多く発電出来るようです。

この会社のセールスは、多結晶Ｓｉと価格競争をしていますが、この太陽電池の「すごさ」を理解していないのは この会社のセールスかも知れませんねぇ