集光型化合物3接合太陽電池セルで記録を更新

集光型太陽電池セルで世界最高変換効率^※144.4％^※2を達成

シャープは、レンズで集光した太陽光を電気に変換する集光型化合物3接合太陽電池セルで、世界最高変換効率^※144.4％^※2を達成しました。

本件は、NEDO^※3の「革新的太陽光発電技術研究開発」プロジェクトの一環として開発に取り組んだ結果、ドイツのフラウンホーファー太陽エネルギーシステム研究所^※4において、集光型太陽電池セルとして世界最高変換効率の測定結果が確認されたものです。

一般的に、化合物系の太陽電池セルは、インジウムやガリウムなど複数の元素からなる化合物を材料とした光吸収層を持ち、高い変換効率が特長です。当社の集光型化合物3接合太陽電池セルは、インジウムガリウムヒ素をボトム層とする3つの光吸収層を積み上げ、太陽光を電気に効率的に変換できる独自の構造を採用しています。

今般、受光面と電極を繋ぐコンタクト層の幅を電極幅と同一にすることで、受光する面積を広げ、世界最高変換効率^※144.4％^※2を達成しました。

現在、化合物太陽電池は主に人工衛星などに使用されていますが、今回の開発成果を元に、今後は地上用途への展開を目指してまいります。

■ 集光型太陽光発電システムを採用した太陽光発電所のイメージ

■ 当社　化合物太陽電池の開発の経緯

1967年 単結晶シリコンを用いた宇宙用太陽電池の開発を開始

1976年 宇宙用太陽電池(単結晶シリコン太陽電池)を搭載した実用衛星「うめ」打ち上げ

2000年 宇宙用太陽電池のさらなる高効率化、軽量化、耐久性向上のために、化合物3接合型太陽電池の研究開発を開始

2001年 NEDOの太陽光発電研究開発テーマへの参画を開始

2002年 化合物3接合型太陽電池が宇宙航空研究開発機構(JAXA)認定を取得

2003年 化合物3接合型太陽電池セルで、変換効率31.5％を達成(研究レベル)

2005年 化合物3接合型太陽電池を搭載した小型科学衛星「れいめい」打ち上げ

2007年 化合物3接合型太陽電池セル(集光型 1,100倍集光時)で、変換効率40.0％を達成(研究レベル)

2009年 化合物3接合型太陽電池を搭載した温室効果ガス観測技術衛星「いぶき」打ち上げ

2009年 化合物3接合型太陽電池セルで変換効率35.8％を達成(研究レベル)^※6

2011年 化合物3接合型太陽電池セルで変換効率36.9％を達成(研究レベル)^※6

2012年 集光型化合物3接合太陽電池セル(306倍集光時)で変換効率43.5％を達成(研究レベル)^※6

2013年 化合物3接合型太陽電池セルで変換効率37.9％を達成(研究レベル)^※6 
集光型化合物3接合型太陽電池セルで変換効率44.4％を達成(研究レベル)^※6

※1 2013年6月14日現在、研究レベルにおける集光型太陽電池セルにおいて。(シャープ調べ)

※2 2013年4月、ドイツのフラウンホーファー太陽エネルギーシステム研究所(世界の太陽電池の公的測定機関の一つ)により、集光倍率302倍の条件において確認された数値(セル面積：約0.165cm²)。

※3 独立行政法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構。日本の産業技術とエネルギー・環境技術の研究開発およびその普及を推進する我が国最大規模の中核的な研究開発実施機関。

※4 「革新的太陽光発電技術研究開発」プロジェクトの一環である「高効率集光型太陽電池セル、モジュールおよびシステムの開発（日EU共同開発）」にEUメンバーとして参加。

※5 InGaP：インジウムガリウムリン、GaAs：ガリウムヒ素、InGaAs：インジウムガリウムヒ素、トンネル接合層：金属のように電流が流れる半導体の接合層、バッファ層：形成層間の異なる格子定数を緩和する層。

※6 NEDO「革新的太陽光発電技術研究開発」テーマの一環として研究開発を実施。