CIGS太陽電池サブモジュールで変換効率18.34%を達成など、元太陽光発電システムメーカー勤務の、平凡OLの沙良が、省エネ、節電に挑戦!! お小遣いを含め500万円を目指し奮闘します。 太陽光発電のマル秘裏話から、沙良の省エネ奮闘記。

CIGS太陽電池サブモジュールで変換効率18.34%を達成

CIGS太陽電池サブモジュールで変換効率18.34%を達成


産業技術総合研究所(産総研)は9月26日、

基板サイズ3cm×2cmのCIGS太陽電池サブモジュールで

変換効率18.34%を達成したと発表した

同成果は、同所 太陽光発電工学研究センター 先端産業プロセス・

高効率化チームの柴田肇研究チーム長、

上川由紀子産総研特別研究員、小牧弘典研究員らによるもの。

CIGS太陽電池は、2μm程度の薄い光吸収層で十分な光吸収が

得られること、基板には安価なガラスや金属薄膜などが

利用可能などのメリットから、低コストかつ高い変換効率が

得られる太陽電池として注目されている。また、最近では、

生産ラインにおいて製造されたモジュール(125.7cm×97.7cm2)で

変換効率14.6%が達成されるなど、量産レベルでの太陽電池モジュールでも

変換効率が向上している。一般的に、太陽電池モジュールの

変換効率(世界最高効率:15.7%)は小面積単一セル(世界最高効率:20.4%)と

比べると低くなってしまうが、モジュールと小面積単一セルでは、

製造方法や構造の違いなど異なる点も多く、

変換効率の損失原因の解明を複雑にしている。

サブモジュールは、小面積単一セルとモジュールの中間的に

位置づけられたもので、同所ではサブモジュールを通して、

集積化に伴う本質的な変換効率損失要因の探求・改善を図っている。

市販品でも使用されるレーザースクライビング、

メカニカルスクライビングといった集積化工程を採用し、

高度化することで、集積化に伴う特性損失を抑える開発などを

進めている。今回、さらに集積化構造の高度化・改良を進め、

その集積化技術と高品質CIGS光吸収層製膜技術を集約した。

今回のCIGS太陽電池サブモジュールでは、一般的に用いられる

ソーダ石灰ガラス基板を使用、光吸収層にはこれまで培ってきた

高性能CIGS製膜技術を集約し、表面のミクロなくぼみ(ボイド)が

少ない表面平坦性に優れた、均質かつ高品質な光吸収層を作製した。

今回作製した太陽電池サブモジュールは、

4つの太陽電池セルを直列に接合した集積構造を持つ。

この集積構造は、(P1)モリブデン(Mo)裏面電極の

レーザスクライビングによる切り分け、(P2)バッファ層/CIGS光吸収層の

メカニカルスクライビングによる切り分け、(P3)透明導電膜/バッファ層/

CIGS光吸収層のメカニカルスクライビングによる

切り分けからなる方法によって形成されている。

これらのスクライビングされた領域は、

太陽電池の光電流生成に寄与しない領域(デッドエリア)となり

、光電流の損失原因となる。今回、スクライビング条件、

パターン形状などの最適化を進め、集積化工程により導入される

電気的損失を最小限に抑えるとともに、デッドエリアの低減により

光学的損失を低減した。高い集積化技術と高品質CIGS光吸収層製膜技術を

融合した結果、CIGS太陽電池サブモジュールで、

18%を上回る変換効率η=18.34%(開放電圧:2.963V、

光短絡電流:29.05mA、曲線因子:76.2%、指定面積:3.576cm2)を実現した。

今後、研究グループでは、今回確立された高い集積化技術および

高品質光吸収層製膜技術を、より大きな面積の

CIGS太陽電池サブモジュールやフレキシブル太陽電池サブモジュールに応用し

、CIGS太陽電池サブモジュールの高効率化・高機能化をさらに推し進めるとしている。

(日野雄太)



http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20130927-00000162-mycomj-sci

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