シャープ、積層型太陽電池で世界最高の変換効率33.66％達成

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シャープが化合物2接合型太陽電池モジュールとシリコン太陽電池モジュールを組み合わせた積層型太陽電池モジュールで、世界最高の変換効率33.66％を達成したとのこと。

シャープは2023年10月27日、NEDOの「移動体用太陽電池の研究開発プロジェクト」において、化合物2接合型太陽電池モジュールとシリコン太陽電池モジュールを組み合わせた積層型太陽電池モジュールで、世界最高の変換効率33.66％を達成したと発表した。

今回開発した太陽電池モジュールは、化合物2接合型太陽電池セルをトップ層に、シリコン太陽電池セルをボトム層に配置した新構造を採用。モジュール面積775cm2と実用サイズで変換効率33.66％を達成しており、最大出力は31.51W。

シャープがこれまでに開発していたモジュールでは、ベースとなるセルについてインジウム・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化合物3接合型太陽電池セルを採用していたが、今回はインジウム・ガリウム・リンおよびガリウム・ヒ素の化合物2接合型セルをトップ層に、シリコンセルをボトム層に配置した。

トップ層の化合物2接合型セルには、薄層でも高効率化でき、ボトム層への光透過率を向上させる工夫が施されており、さまざまな波長の光を効率的にエネルギー変換することが可能になったという。また、化合物2接合型セルの厚さは、従来の化合物3接合型セルから3分の1以下に薄層化できるため、材料コストの低減が期待できるとしている。

シャープでは、こうした積層型太陽電池モジュールを航空・自動車分野向けに開発を進めてきた。化合物3接合型太陽電池セルにおいて、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おり、2022年にはセルを薄いフィルムで挟んだ構造に変更し、セルの平均変換効率の向上とセル充填率の改善を図ることで、軽量・フレキシブルな実用サイズのモジュール（面積965cm2）での変換効率32.65％を達成している。今回開発したモジュールはこうした同社のこれまでの成果を上回る変換効率となったとのこと。

同社では今後も、電気自動車や宇宙・航空分野などの移動体への搭載に向けて、引き続き太陽電池モジュールの高効率化および低コスト化に関する研究開発を進める方針とのこと。

スマートジャパン記事から抜粋