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変換効率26.5%で曲げられる太陽電池が登場
2023年9月20日 12:46
東京都市大学 理工学部 電気電子通信工学科 石川亮佑教授は、エネルギー変換効率26.5%を達成しつつ曲げられる「ペロブスカイト/シリコンタンデム太陽電池」の製作技術を開発したと発表した。
近年は変換効率の向上に向け、異なる種類の太陽電池を重ね合わせる「タンデム型太陽電池」の開発が進んでおり、ペロブスカイトとシリコン型の組み合わせでは、30%以上のエネルギー変換効率が達成されている。しかしこの組み合わせではボトムセルに200μm程度の厚さがあるシリコンウェハを用いるため、ペロブスカイトの特徴であるフレキシブル特性が活かせなかった。
今回開発した技術では、このボトムセルのシリコンヘテロ接合太陽電池のシリコンウェハ厚を83μm程度まで薄くすることで、フレキシブル性を付加でき、従来の太陽電池では設置が難しかった湾曲屋根やビル壁面などへの設置を達成。その一方でエネルギー変換効率でもセル面積1平方cmにおいて26.5%を達成し、従来以上の高効率化を達成した。
研究における技術のポイントは、表面ミラー/裏目テクスチャ構造を有する薄いシリコン基板の制作プロセスの確立、高性能を達成を目的としたシリコン基板のミラー表面に光閉じ込めのための比較的サイズが小さい凹凸の形成、その表面凹凸の上に塗布といった簡便な工程によりきれいにペロブスカイト層を堆積すること、の3点が挙げられる。
フレキシブル性を持つ高効率太陽電池は、用地の確保が難しい都市部への展開、電気自動車といった移動体や飛行体といった新市場への展開も期待される。今後は、界面パッシベーションの改善や、両面受光構造によるさらなる高効率化/高耐久化をするとともに、ペロブスカイト太陽電池の大面積形成プロセスの開発を進め、実用化を目指す。
