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素材の種類と特徴太陽光発電について調べていると、様々な種類の太陽電池があることがわかります。 １．シリコン系と化合物系って何？太陽電池に使われている素材は大きく分けて二つあります。 化合物系化合物系の太陽電池は高効率・高寿命で電力源としては優秀ですが、素材にガリウムヒ素・インジウムリンなどが用いられ、資源量が少なく製造コストが高くなる傾向にあります。 また、有害物質を含む点も問題といえるでしょう。 しかし、先述したように高効率で高寿命のため、人工衛星などの宇宙開発や灯台など高信頼性を必要とする用途に使われています。 シリコン系シリコンとはケイ素と呼ばれる物質で、地球上に多量に存在する物質です。酸素に次いで二番目に多いといわれていて、そこら辺に転がっている石ころなどには大抵シリコンが含まれていると思って間違いありません。 このように、自然に大量に存在する物質ですので環境に優しく、また大量に存在するのでコスト面で化合物系より優れています。 化合物系に比べて発電効率が劣るのが欠点ですが、最近の研究で徐々に改善され実用レベルに達していて家庭用の太陽光発電の主流になってきています。 ２．単結晶シリコン・多結晶シリコン・アモルファスシリコンって何？太陽電池の紹介でよく見る「単結晶」「多結晶」「アモルファス」とは何でしょうか？ 以下でそれについて簡単にご説明いたします。 単結晶系単結晶とは、原子が規則正しく並んで出来ている結晶のことです。 原子が規則正しく並んでいるため、見た目は単色です。 変換効率は高いのですが、高純度シリコンを必要とするため製造コストが高くなります。
原子が規則正しく並んでいるため単色です 多結晶系多結晶とは、上記の単結晶がいくつも集まって出来た結晶のことです。 単結晶の固まりが寄せ集まって出来ているので、見た目美しいマーブル模様になっています。 単結晶に比べて大面積を製造するのが容易です。 変換効率は単結晶に劣りますが、設置面積いっぱいに結晶を並べて製造し発電効率の低さをカバーし単結晶に劣らない発電量を得ることが出来ます。 製造コストが安いので現在の主流になっています。
結晶が寄り集まっているためマーブル模様に見えます。 アモルファスシリコン系上記結晶系とは異なり、原子が不規則に並んだ状態の素材です。 発電効率は結晶系には及びませんが、製造工程での電力量が少なくて済み、また資源量も結晶系と比べて約百分の一程度と少なく、もっとも製造コストが安いのが特徴です。 また、グニャグニャっと曲げたようなデザインにも加工出来るため、曲面の屋根や壁などにも使用可能という特徴も持っています。 さらに、太陽光発電は熱に弱く、温度が上昇すると変換効率が落ちてしまいますが、アモルファスシリコン系は熱に強いのも特徴の一つです。 アモルファス単体では発電効率は低いですが、結晶系と組み合わせた製品の開発も行われ、アモルファス系単体の物と比べて発電効率が飛躍的に伸び、さらに夏場の高温時の変換効率低下を押さえた製品も発売され、今後もっとも注目される素材です。 |
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素材の種類と特徴
