15年で壁を超えた、効率25.6％のHIT太陽電池：自然エネルギー（1/3 ページ）

パナソニックはシリコンを利用するHIT太陽電池セルにおいて、変換効率が初めて25％を超えたと発表した。25％を突破したシリコン系太陽電池の記録は15年ぶりである。従来のセル構造を一新することで実現した。

[畑陽一郎，スマートジャパン]

　太陽電池の技術開発競争が続いている。パナソニックは2014年4月10日、シリコン系太陽電池である「HIT太陽電池」において、変換効率25.6％を達成したと発表。「社内の技術者はこれまで25％に壁があると主張していた。その壁を乗り越えたことに意義がある。今後の改善はかなり難しくなるものの、変換効率向上のための研究開発を継続する」（パナソニック）^＊1）。同社のこれまでの記録は2013年2月に発表した24.7％。これを0.9ポイント改善した形だ。

　太陽電池は大面積になるほど高い変換効率へ到達しにくい。従来の24.7％の記録は同社が実用サイズと主張する100cm²（10cm角）を超えた101.8cm²で実現したもの。今回の新記録ではさらに広く、143.7cm²である（図1）^＊2）。

＊1） 小面積セルを含めると、シリコン系ではオーストラリアのニューサウスウェールズ大学の研究チームが1999年3月に達成した25.0％（単結晶シリコン、セル面積4cm²）という記録がある。
＊2） 実際に試作したセルの面積はこの数字よりも大きい。143.7cm²という面積は、マスクを掛けたのちの開口部の面積だ。なお、今回の測定は産業技術総合研究所（AIST）が実施した。

図1　新型HIT太陽電池セル　出典：パナソニック

HIT太陽電池は順調に効率を高めている

　25.6％という変換効率は各種の方式の太陽電池の中にあって、どのような位置を占めるのだろうか。米NREL（国立再生可能エネルギー研究所）が2014年3月19日に発表した各種変換効率の記録から、1998年以降のものを図2に抜き出した。

　記録には複数の発電層を備える方式やGaAs（ガリウムヒ素）など、小型セルで高効率な太陽電池（紫色）なども示されている。これらは屋根置き用途やメガソーラー用途というよりも、人工衛星に搭載したり、レンズや鏡で光を集めて発電するシステム向けの太陽電池だ。

　図2では結晶シリコン系（青色）と薄膜系（緑色）を主に示した。27.6％とあるものは、単結晶シリコン太陽電池に光を集めたもの（集光型）。25.0％がニューサウスウェールズ大学（UNSW）の小面積セルの記録、24.7％が従来のHITだ。その下にシリコンを使わない集光型のCIGS、通常のCIGS、CdTeと並び、シリコン多結晶（20.4％）と薄膜シリコン（20.1％）が続く。

　以上から、屋根置き用途などで使う太陽電池ではこれまでもHITがトップの位置にあり、さらに前進したことが分かる。シリコン系ではHITと薄膜シリコン以外は近年の記録更新がなく、変換効率の伸びが止まっていることも図2から読み取ることができる。

図2　各種方式の太陽電池の変換効率の推移　出典：NREL