透明な太陽電池パネルを作る安価な手法を開発

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不透明な太陽電池パネルを透明にできる効果的かつ安価な手法が開発された。この研究は、蔚山科学技術大学校(UNIST)と高麗大学校が共同で行ったもので、成果は2019年12月11日に、『Joule』誌に掲載されている。

太陽電池パネルの設置には、地上や屋根の上に十分なスペースが必要となる。もし太陽電池パネルが透明であれば、屋根ではなく窓や自動車のサンルーフなど、さまざまな用途に使用できるという利点があるが、これまで開発された透明な太陽電池は、赤みがかった色をしており、効率と安定性に限界があったという。

今回の研究では、シリコン結晶ウエハーに人間の毛髪程度の直径約100μmの穴を開けるというシンプルなものだ。シリコン結晶は不透明だが、あるパターンで穿孔することで、光を透過し、人間の目には透明にみえるものにできる。

もちろん、透過光が多くなることで、太陽電池としての効率は落ちる。市場で最高の太陽電池の効率は20%以上だが、今回開発された太陽電池は、12.2%程度の電力変換効率となる。ただし、窓など地面に対して垂直に設置する場合、従来のパネルでは電流が30%近く低下するのに対し、今回の透明な太陽電池の低下率は4%未満だという。結果として、この設置方法であれば、従来のパネルに近い効率で発電できるといえる。

製造プロセスは従来の太陽電池に似ているため、透明な結晶シリコンの商業化の課題は少ないという。研究チームは次に、デバイスのサイズを25平方センチ程度に拡大し、効率を15%に上げることを目指している。

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