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Press Release

世界最高変換効率44.4%を達成

―集光型化合物3接合太陽電池―
2013年6月14日
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構
理事長 古川一夫

NEDOの「革新的太陽光発電技術研究開発」プロジェクトの一環として、シャープ株式会社が、世界最高の集光時セル変換効率※144.4%※2,3を、化合物3接合型太陽電池※4で達成しました。

変換効率の向上は、太陽光発電における発電コストの低減に大きく寄与するため、世界中の研究機関が取り組んでおり、化合物半導体では40%を超える値での開発競争が行われています。今般、NEDOプロジェクトでは新たな電極形成プロセスを導入し、受光面と電極を繋ぐコンタクト層の幅を電極幅と同一にすることで、受光する面積を広げ、世界最高変換効率を達成しました。

NEDOは、このプロジェクトで、2014年度までに変換効率48%以上の超高効率セルを実現し、実用化技術の開発を加えることで2030年を目途に既存電源並みの発電コストの達成を目指します。

  • ※1 変換効率:太陽電池の重要な性能指標の一つで、光のエネルギーを電気エネルギーに変換する割合
  • ※2 2013年6月14日現在、研究レベルにおける集光太陽電池セルにおいて。[シャープ株式会社調べ]
  • ※3 2013年4月、ドイツのフラウンホーファー太陽電池研究所(世界の太陽電池の公的測定機関の一つ)により集光倍率302倍の条件において確認された数値(セル面積:約0.165cm2)。
  • ※4 化合物3接合太陽電池: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、高い変換効率を実現する太陽電池
 

  • 図1
    世界最高変換効率を達成した化合物3接合型太陽電池セル構造

1.背景

地球温暖化対策やエネルギーセキュリティ向上のため、世界的に太陽光発電への期待は大きくなっています。太陽光発電を更に普及させていくためには、変換効率等の性能を飛躍的に向上させるとともに、太陽電池の低コスト化の開発を進めることが重要です。

このような背景の下、NEDOは日本の技術的優位性を超長期に亘って維持し、産業競争力強化に資する技術を開発するため、2030年以降の長期的視野に立ち、国内の知見・技術を結集して、新材料・新規構造等を利用した革新的な太陽光発電技術を開発しています。

2.今回の成果

現在、導入されている太陽電池の約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しています。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、変換効率を向上させていく事が重要なポイントとなります。

  • 図2
    シャープ(株) 世界最高変換効率44.4%を達成した化合物3接合型太陽電池セル
  • 図3
    集光型太陽光発電システムを採用した太陽光発電所のイメージ

NEDOは、将来の高効率太陽電池の一つである化合物太陽電池の開発をシャープ株式会社に委託して進め、2012年4月に化合物3接合型太陽電池で集光時セル変換効率43.5%まで高めることに成功しました。今回新たに、受光面と電極を繋ぐコンタクト層の形成処理を最適化し、受光する面積を広げることで、太陽電池の最大出力が向上し、変換効率アップを実現しました。

3.今後の予定

プロジェクト目標である「モジュール変換効率40%超」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きます。

4.お問い合わせ先

(本プレスリリースの内容についての問い合わせ先)
 NEDO 新エネルギー部 担当:上西  TEL 044-520-5277
(その他NEDO事業についての一般的な問い合わせ先)
 NEDO 広報室 担当:遠藤、木内  TEL:044-520-5151 E-mail:nedo_press@ml.nedo.go.jp