産学連携プロジェクト
大阪大学との共同プロジェクト

CIGS系太陽電池を、日本で、販売促進を図っていくエコホールディングス株式会社と、大阪大学・産学連携本部が、より緊密に連携し、CIGS系太陽光モジュールのイノベーション創出のための共同プロジェクト“CIGS Solar Initiative"のご紹介です。
大阪大学にて同プロジェクトを進める大阪大学名誉教授の平木昭夫氏と招聘准教授の平木博久氏
CIGS太陽電池の性能評価
CIGS太陽電池は米国だけでなく、欧州や韓国、台湾などで導入事例が増えていますが、日本では、これからという状況です。エコホールディングス株式会社にとっての共同研究のメリットは、CIGS太陽電池に関するさまざまな性能データを取得し、導入を検討する顧客に提示できるようにして、日本での販売数量を増やすことにあります。
CIGS太陽電池の性能データは、欧米で取得されたものが基になっているので、日本の天候や温度状況、設置場所などを想定したデータが必要になります。
CIGSの太陽電池モジュールの性能評価は、業界の標準的な評価基準では、十分ではないため、顧客に性能を十分に提示できるような評価方法を考えたい。本大学にとっても、こうした性能データや評価方法は学術的な観点からも興味深いことです。
最適なシステムの構築
今後の課題は、CIGS系太陽電池という特徴に合わせたパワー・コンディショナを開発することです。パワー・コンディショナにかかわる技術者の多くは、CIGSの太陽電池に興味を持っています。
さらなる効率向上
CIGS系太陽電池そのものの効率改善だけでなく、可能性を模索するにあたり、大阪大学・産学連携本部 教授の高橋 康夫氏が太陽光デバイスの電極や基板配線の技術開発。助教の前田 将克氏が界面電気特性や挙動の最適化および形成機構の解析という内容で参画します。 CIGS系太陽電池はまだ発展途上で、現行製品も変換効率が十数%とされますが、将来的には高いポテンシャルを感じます。
CIGS系太陽電池の抱える問題点
CIGS系太陽電池の抱える二つの問題点の内一つは、製造技術にかかわるセル面積が小さいときのセル変換効率は高いものの、製品に使うような面積まで広げると同効率は低下してしまいます。おそらく製造技術の成熟度が高くないことが理由であると思われます。
もう一つは、物性的な物でCIGS系太陽電池は、In(インジウム)とGa(ガリウム)の構成比率で、バンドギャップが変わります。Gaが増えるほど、バンドギャップが大きくなり、その分出力電圧は高まりますが、Gaを増やすほど発電効率が大きくなり続けません。
理論上、バンドギャップが、1.4eV付近で最高の発電効率を得られますが、Gaの比率を高めてバンドギャップを1.4eVにしても発電効率は1.2eVをピークに低下してしまいます。この低下する原因は,まだ詳細に解明されていない状況ですが、CIGS膜中にある何らかの界面状態に理由が隠されているとみており、それを突き止めて変換効率向上につなげていきたい。このほか、多層構造による効率向上といったことも視野に入れています。
「グローバルソーラーエナジー社の太陽電池は
どのような構造になっているのか?」
CIGS光吸収層は25μ厚(長さ1km)のステンレス基板上に同時蒸着法により形成されます。これはグローバルソーラーエナジー社独自のロールツゥロールのベースです。
CIGS原料の投入をより少なくし、製造コストを削減する効率の高いプロセスを採用しながら、太陽電池セルの効率を上げることに成功しております。
柔軟なステンレス基板に蒸着されたCIGS系太陽電池セルは柔軟であり、セルの標準サイズ210×100mmでストリングス化されています。
モジュール表面は凹凸構造となっており、光の反射率を低減させているので、光の入射率を高めます。
