太陽電池の種類・特徴

種類・特徴

太陽電池にはいろいろな種類があり、大きく3つに分類することができます。

現在、太陽電池に使用されている半導体材料の主流はシリコン系と徐々にシェアを伸ばしている化合物系です。さらに、将来的に普及すると考えらているのが有機半導体や色素増感系で、研究開発が進められています。

太陽電池の主な材料による分類

現在、もっとも多く太陽電池の材料に使用されている半導体が「シリコン」です。シリコン系はさらに結晶系、薄膜系、ハイブリット系に分けられます。
結晶シリコンのうち、高価で変換効率に優れている「単結晶シリコン」と、それより少し性能は低くなりますが、コストを抑えられる「多結晶シリコン」に分類することができます。結晶系の太陽電池は、原料を大量に使用するのがデメリットです。使用するシリコンの厚みは150μm~200μmくらいで、10~20%くらいの変換効率が得られます。コスト面でまだ下がる可能性があり、シェアを落としながらも供給量は増え続けるとみられています。

化合物半導体系にはⅢ-Ⅴ族とCdTe系、CIGS系などの薄膜系があります。
「Ⅲ-Ⅴ族」に代表されるGaAs(ガリウムヒ素)を用いた太陽電池は、シリコンよりも耐放射線特性が優れており、高い変換効率を発揮することから、人工衛星などの宇宙用に用いられています。

将来的な普及が期待されているのが、有機材料を用いた色素増感太陽電池、有機薄膜太陽電池です。耐久性や効率性でまだ実用段階に至っていませんが、製造コストが大幅に安くなるといわれています。

研究・開発の進むさまざまな太陽電池

このほか、新型の量子効果を用いて性能を向上させる太陽電池開発も進められています。
量子ドット型太陽電池は理論的に60%という高効率が期待されていますが、技術的にとても難しく、実用化はまだまだ先です。

以上のように、太陽電池にはさまざまな種類があり、世界各国のメーカーによって高効率・低コストの実現を目指した取り組みが続けられています。

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