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単結晶シリコン太陽電池 変換効率No.1の実力・特徴と、その歴史

シリコン系太陽光発電の歴史は長い

太陽光発電システムで現在使用されている太陽電池では、最もポピュラーな太陽電池です。太陽光発電は、1954年にアメリカのベル研究所のフラー・ピアソン・チャピンによって発表された、最も古いタイプの太陽電池です。シリコン系太陽光発電の歴史がそのまま太陽光発電の歴史と言ってもいいかもしれません。

その中でも単結晶太陽電池は、一つ一つの結晶が大きいため変換効率が高くなります。歴史のある分、製造のノウハウも蓄積されています。

単結晶シリコン太陽光発電の変換効率

単結晶の変換効率は住宅用太陽光発電に実用されている中では最も高く、現在の最高の変換効率を持つモジュールは、東芝の250Wモジュールです。その変換効率は20.1%を記録しており、多結晶の約15%・CIS太陽電池の13~14%と大きく差をつけています。

単結晶シリコン太陽電池の作製方法

一般的にはチョクラルスキー法が用いられます。
手順は以下の通りです。(概要)

  1. 1420℃という高温で原料を融かして純粋な単結晶を作製します。
  2. 作製した塊(インゴット)を輪切りにします(厚さ1mm程度)
  3. 表面加工や研磨などを行います。
  4. こうして作製されたセルをモジュール化する事で、太陽光発電モジュールを作製します。

単結晶シリコン作製には高純度のシリコン原料が多量に必要

この方法では、1420℃という高温条件とを必要とするため、太陽電池を作製するために多量のエネルギーを必要としてしまいます。それに加えて、高純度のシリコンを多量に必要とするため、「高効率化」「省原料化」が求められてきます。持続可能な社会の実現のために、太陽光発電は不可欠です。太陽光発電の省資源化は急務という事ができるでしょう。

単結晶のメリット

  • 現状の太陽光発電において使用される太陽電池では、性能が抜きん出ている
  • 小さい屋根(少ない設置面積)でも、比較的大きい容量の太陽光発電システムの設置が可能

単結晶のデメリット

  • 製造コストが高い
  • 高純度シリコンを大量に使用する為、環境負荷が高い

対象商品(太陽光発電モジュール)

東芝(全て単結晶)

  • 250W SPR-250NE-WHT-J
  • 240W SPR-240NE-WHT-J
  • 210W SPR-210NE-WHT-J
  • 200W LPM-200S-BLK-J

シャープ(全て単結晶)

  • 198W NQ-198AC
  • 200W NU-200AB
  • 172W NU-172BB
  • 122W NU-122CB
  • 81W NU-081LB/RB
  • 167W NU-167BA
  • 119W NU-119CA
  • 62W NU-062LA/RA
  • 58W NT-58K1D
  • 41W NT-41K1D

三菱電機(全て単結晶)

  • 212W PV-MA2120J
  • 105W PV-MA1050JH
  • 105W PV-MA1050JL/R
  • 207W PV-MA2070J
  • 102W PV-MA1020JH
  • 102W PV-MA1020JL/R
  • 168W PV-MA1680JW
  • 84W PV-MA0840JV
  • 208.2W PV-MA2082JS
  • 200W PV-MA2000JK

カナディアンソーラー(全て単結晶)

  • 215W CS6A-215MM
  • 200W CS5A-200M
  • 265W CS6P-265MM

長州産業(全て単結晶)

  • 260W CS-260C11
  • 226W CS-226C13S
  • 222W CS-222C11S
  • 220W CS-220C11S
  • 113W CS-113C13L
  • 113W CS-113C13R
  • 111W CS-111C11L
  • 111W CS-111C11R
  • 111W CS-110C11L
  • 111W CS-110C11R
  • 113W CS-113C13S
  • 111W CS-111C11S
  • 110W CS-110C11S

サンテックパワー(全て単結晶)

  • 255W STP255S-20/Wd
  • 130W STP130S-10/Nd
  • 250W STP250S-20/Wdb
  • 125W STP125S-10/Nbd

フジプレアム(全て単結晶)

  • 220W FCT-220Y
  • 220W FC-220Y

リクシル(全て単結晶)

  • 250W SLE250S-20/Wdb
  • 125W SLE125S-10/Ndb

ネミー(全て単結晶)

  • 200W RS200M-72
  • 190W RS190M-72

インリーソーラー(全て単結晶)

  • 270W YL270C-30b
  • 265W YL265C-30b
  • 260W YL260C-30b
  • 255W YL255C-30b
  • 250W YL250C-30b
  • 215W YL215C-24b
  • 210W YL210C-24b
  • 205W YL205C-24b
  • 200W YL200C-24b
  • 195W YL195C-24b

カテゴリ

単結晶シリコン 多結晶シリコン アモルファスシリコン HIT太陽電池 CIS/CIGS太陽電池 CdTe太陽電池 有機系太陽電池 色素増感太陽電池