NEDOと東芝、大面積かつ高効率のフィルム型ペロブスカイト太陽電池モジュールを開発

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今回開発したフィルム型ペロブスカイト太陽電池モジュール

新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)は2018年6月18日、東芝が、703cm²のモジュール面積で11.7%の高変換効率のフィルム型ペロブスカイト太陽電池モジュールの開発に成功したと発表した。NEDOの事業における成果で、従来困難だった、セルの大面積化と高効率化の両立を可能にするという。

現在主流の結晶シリコン太陽電池は、その重量や形状の面から設置場所が限られている。一方フィルム型のペロブスカイト太陽電池は、軽量かつフレキシブルな形状であるために、従来設置が困難だった耐荷重性の低い建築物などへの設置が可能だ。さらに、安価な材料で塗布や印刷によって低コストで製造が可能であることなどから、次世代太陽電池として注目されている。

しかし、大面積での均一な膜形成が難しく特性が低下する傾向があり、フィルム上への成膜も難しいために、15×15cmを超えるサイズのモジュールはこれまで実現されていなかった。

今回の開発では、東芝が持つ、界面張力によって隙間の液体の表面が作る曲面(メニスカス)を利用した塗布技術と、インク組成の工夫やペロブスカイト結晶成長条件の適正化などの新たなプロセス開発によって、大面積での面内膜圧均一性および結晶膜質の均質性を高めることに成功した。その結果、実用的なモジュールサイズである900cm²に迫る703cm²のモジュールサイズにおいて11.7%の高変換効率を実現した。同機構によると、フィルム型ペロブスカイト太陽電池として世界最大のサイズだという。

今後はさらに大面積化を進めるとともに、材料塗布や印刷技術の開発、ペロブスカイト層の材料改良によって、結晶シリコン太陽電池並の高効率を目指す。さらに最終的にはプロジェクトの目標である、2030年に発電コスト7円/kwhの実現に向けて、さらに研究開発を進める。

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