大面積ペロブスカイト太陽電池で世界最高16.09%の変換効率を実現――インクジェット法採用 NEDOとパナソニック

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新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)は2020年1月20日、NEDOの太陽光発電関連技術開発において、パナソニックが30cm角の大面積ペロブスカイト太陽電池モジュールで世界最高のエネルギー変換効率16.09%を達成したと発表した。

NEDOによると、現在最も普及している結晶シリコン太陽電池は、発電効率が良い反面、軽量化や大面積化が課題だった。そのような課題を解決するために、厚みが結晶シリコン太陽電池の100分の1で非常に薄くて軽いペロブスカイト太陽電池が次世代の太陽電池として注目されている。また、同太陽電池はモジュール基板に直接層材料を塗布できるため、従来よりも安価に形成できるという特徴も持つ。しかし、ペロブスカイト太陽電池は従来の技術では大面積を均一に成膜することが難しいために、変換効率が大幅に低下するという問題があった。

今回パナソニックは、同社のガラスを基板とする軽量化技術に加え、インクジェット塗布に適合した塗布液の組成改善、さらに塗布液濃度の調整および塗布量/速度の制御を最適化した、インクジェット方式によるガラス基板へのペロブスカイト膜などの各層を塗布する技術を開発。この結果、開口面積802cm²(30cm×30cm×2mm)の大面積で世界最高のエネルギー効率16.09%のペロブスカイト太陽電池の作製に成功した。インクジェット方式を採用したことで製造コストも低減できる。

今回の開発により、大面積で軽量/高効率の太陽電池の製造が可能になり、従来は設置が難しかったビルの壁面などにも高効率の太陽電池が設置可能になる。NEDOおよびパナソニックは今後、ペロブスカイト層材料の改善によって結晶シリコン太陽電池並の高効率の達成、および実用化に向けた技術の確立を目指す。

今回の開発は、NEDOが実施する太陽光発電の導入促進を目的とした「高性能・高信頼性太陽光発電の発電コスト低減技術開発」の一環として行われた。

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