単結晶シリコン型太陽電池のメリットとデメリット

単結晶シリコン型太陽電池は、高純度のシリコンを半導体の基板に用いる太陽電池で、1954年にアメリカで開発された、もっとも歴史のある太陽電池です。

メリットとしては、素子全体にわたり整列が保たれた、きれいなシリコンで純度が高く、発電の際の効率も20%以上のものがあるくらい、太陽光を使った発電という面では、非常に高性能な太陽電池であるという点、そして古くから開発、製造されてきた太陽電池ということもあり、製品の耐久性や信頼性もとても高いという点があります。

しかし、その一方、デメリットとして、純度の高いシリコンを生成して単結晶に成長させたものを材料として使うため、製造コストが高く、製造工程も長く、時間がかかってしまうため、大量生産にも不向きで、スケールメリットが働きにくく、市場での価格も高めとなってしまう点があります。

その点を解決するために誕生したのが多結晶シリコン型太陽電池で、一般家庭向けのほとんどが多結晶でしたが、単結晶シリコン型でも、高効率というメリットを生かしつつ、デメリットを最小限に抑えるような開発が、近年メーカーや研究の場でなされたことから、かなり安価になってきています。

その研究開発の一端をご紹介すると、シリコンの塊を切断する際に、薄く切ることで、使用材料の減少によるコスト高の抑制が図られるようになった上、1つのシリコンの塊から得られる材料が多くなり、大量生産できない欠点を克服しました。

しかし、ただ薄く切るだけでは、せっかく受け取った光エネルギーを逃がしてしまう結果となるため、モジュール表面に細かい凹凸や反射防止膜を設けて、モジュールがいったん受けた太陽光を逃がさずに、確実にエネルギーに変換するような開発がすすめられてきました。

そのような研究開発がすすめられたことで、コストの抑制、大量生産の実現と同時に、発電効率の上昇が図られることとなりました。

そのため、コストの面から主流となっていた、発電効率の低い多結晶シリコン型から、再び単結晶シリコン型に移りつつあり、太陽光発電の各メーカーにおいても、単結晶シリコン型太陽電池が多く出されてくるようになっています。

京セラは多結晶シリコンに特化したメーカーでしたが、2014年4月の新製品では、単結晶シリコンのソーラーパネルも発売するようです。京セラの太陽光発電システムについてくわしくはこちら

 

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