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Press Release

太陽電池モジュールで世界最高変換効率31.17%を達成

―軽量・フレキシブルも実現―
2016年5月19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のプロジェクトの一環で、シャープ(株)は、太陽電池モジュールとして世界最高の変換効率31.17%を化合物3接合型太陽電池で達成しました。

今回の成果は、これまでの世界記録24.1%をはるかに超えるものです。試作されたモジュールは、実用化に向けて十分な約31cm角の大きさを実現しました。さらに軽量かつフレキシブルな特徴を兼ね備えており、発電コスト低減だけでなく、高効率化と軽量化が求められる自動車等への展開も期待できます。

NEDOは、発電コスト7円/kWh達成と併せ、自動車搭載等の高付加価値技術の開発も進めます。

  • 世界最高変換効率31.17%を達成した化合物3接合太陽電池モジュールの図
    図 世界最高変換効率31.17%を達成した化合物3接合太陽電池モジュール

1.概要

太陽電池の変換効率向上は、発電コストの低減に大きく寄与するため、世界中の企業、研究機関が研究開発に取り組んでいます。NEDOは、2030年までに太陽光発電の発電コストを従来型火力発電並みの7円/kWhにする目標を掲げています。

この目標を達成するため、NEDOは、高い変換効率を維持しながら低コスト化を実現するためのプロジェクト※1を進めており、その一環としてシャープ株式会社がモジュールとして世界最高変換効率※231.17%※3を達成しました。今回の成果は化合物3接合型太陽電池※4によるもので、これまでの世界記録24.1%(2012年、Alta Devices)をはるかに超えるものです。

試作されたモジュールは約31cm角(面積968cm2)で、実用化に向けて十分な大きさを実現しました。さらに軽量かつフレキシブルという特徴を兼ね備えており、発電コスト低減だけでなく、高効率化と軽量化が求められる自動車等への展開も期待できます。

NEDOは、発電コスト7円/kWh達成と併せ、自動車搭載等の高付加価値技術の開発も進めます。

2.今回の成果

シャープ株式会社の化合物3接合太陽電池セルは、インジウムガリウムヒ素をボトム層とする3つの光吸収層を積み上げることで、効率的に太陽光を電気に変換できる独自の構造を採用しています。この構造のセルでは、2013年4月に小サイズ(面積1.047cm2)で、37.9%の変換効率を達成しています。そして、実用可能なサイズ(面積27.86cm2)での太陽電池セルを用いて、セルの集合体であるモジュール(面積968cm2)を作製し、世界最高変換効率31.17%を達成しました。

今回のセルサイズの大型化は、「製造条件最適化による基板面内の均一性の向上」と、それに伴う「太陽電池製造基板サイズの大径化」及び「基板サイズの大径化に適したセル製造プロセスの開発」により実現しました。

3.今後の予定

NEDOは、高い変換効率と低コスト化の両立に向けて、引き続きセルの大面積化、性能均一化、製膜スピード向上、薄膜化及び材料の再利用等に係る研究開発を進めていきます。

【用語解説】

※1 プロジェクト

件   名: 高性能・高信頼性太陽光発電の発電コスト低減技術開発/革新的新構造太陽電池の研究開発/
超高効率・低コストIII―V化合物太陽電池モジュールの研究開発

事業期間: 2015年度~2019年度

※2 世界最高変換効率
2016年5月19日現在、研究レベルにおける太陽電池モジュールにおいて(シャープ調べ)。
※3 31.17%
2016年2月、国立研究開発法人産業技術総合研究所(世界の太陽電池の公的測定機関の一つ)により、確認された数値[モジュール面積:968cm2(約31cm×約31cm)]。
※4 化合物3接合型太陽電池
インジウムやガリウムヒ素など、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。

4.問い合わせ先

(本ニュー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:豊田 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 広報部 担当:坂本、佐藤、髙津佐、藤本 TEL:044-520-5151 E-mail:nedo_press@ml.nedo.go.jp