第 3
1 . 開 2 . 開 3 . 本 毎 年 開 Smets は 、77 約 630 手 で き 図 1 は 131件 減 ダ 93件 、 ⑧ 米 国 433 回太 陽
催 月 日 :2 催 場 所 :R 会 議 の 概 要 開 催 さ れ る ( Tech. Un 7 の 国 と 地 域 0 名 程 少 な い き て い な い 。 は 、 国 別 発 減 で は あ っ た 、 ③ 日 本 66 42件 、 ⑨ 韓3
33
33
Num
(Am
光 発 電 欧
Co
2 0 1 7 年 RAI Conven 要 : る 太 陽 光 発 電 niv. Delft 域 か ら 1,7 い が 、太 陽 。 発 表 論 文 件 数 た が 、1,18 6件 、 ④ フ ラ 韓 国 41件 、 ⑩ 図 14
41
33
340
mber of P
sterdam,
2
州 会 議 (3
nference
9 月 2 5 日tion & Exh
電 に 関 す る t) で 、 論 文 42 名 の 参 加 光 発 電 に 関 数 を 示 す 。 0件 の 論 文 発 ラ ン ス 52件 ⑩ ス ペ イ ン . 国 別 発
43
42
Papers pr
PV
The Neth
29, 2017,
133
rdEuro
and Exh
日 ~ 9 月 2 hibition C 欧 州 会 議 で 文 委 員 長 は 加 者 が あ っ 関 す る 最 大 規 65カ 国 か ら 発 表 が あ っ 、 ⑤ ス イ ス 33件 、 ⑩ 台 発 表 論 文 件 数241
47
46
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VSEC
herlands
1110 pap
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ibition)
9 日 。 Centre( ア で あ る 。 今 回 Nigel Tay た 。前 回 よ 規 模 の 会 議 ら 、 前 回 会 議 っ た 。国 別 で ス 47件 、 ⑥ 台 湾 33件 、 ⑩ 数 ( RTS(株6
52
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at the 32n
; Septem
pers
tovoltaic
報 告
2 山 ム ス テ ル ダ 回 の 会 議 の ylor( EC-J り 、約 120 議 と な っ た 。 議 よ り 70件 で は 、① ド イ 中 国 46件 、 ⑩ モ ロ ッ コ )提 供 )93
66
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EU-ber
25-G N J F S C I U K S T M Oc Solar E
0 1 7 . 9 山 口 真 史 ( 豊 ダ ム 、 オ ラ の 組 織 委 員 長 JRC) で あ っ 0 名 増 、前 々 国 別 参 加 者 件 減 、 前 々 回 イ ツ 241件 、 ⑦ イ タ リ ア コ 33件 の 順 で Germany Netherlands Japan France Switerland China Italy USA Korea Spain Taiwan Morocco OthersEnergy
9 . 3 0 豊 田 工 大 ) ン ダ ) 。 長 は 、 Arno っ た 。 今 年 々 回 よ り 、 者 数 は 、入 回 会 議 よ り 、② オ ラ ン ア 43件 、 ⑦ で あ っ た 。 o図 2 は ム 、系 統 ュ ー ル 、 宇 宙 34件 Becqu 以 来 、 EU-PVSE 太 陽 光 発 PV & st 光 発 電 の 4 . 主 開 会 式 後 、BIP ( Chair Growth, of many Innovat Directo 要 で 、 性 開 拓 が 必 Amtech や LPCVD for Kno は 、 PVの は 、発 表 論 統 連 携 238件 、信 頼 性 18 件 、 の 順 で uerel Priz IEA-PVPS の ECの 組 織 委 発 電 へ の 貢 torage、 ・ の 今 後 の 方 な 発 表 論 文 式 で は 、 ( PVや energy rman Stand , The Nethe y organiza tion を 期 待 orate Gene 性 能 向 上 や 必 要 で あ る Systems, T Dな ど の 取 owledge and の 研 究 開 発
186
106
(Amsterd
論 文 件 数 の 分 件 、③ 薄 膜 6件 、⑤ 先 進 で あ っ た 。 図 2 . 発 eは 、 Stef の 議 長 、 20 委 員 長 、 そ の 貢 献 な ど の 業 PV & buil 方 向 性 が 示 さ 文 の 概 要 : ( 1 ) 組 織 委 y carrierと ding Commi erlands)は ations、 ③ 待 す る と 述 eral Energ や コ ス ト 低 減 る と 述 べ た 。 The Nether り 組 み や 成 d Innovatio 発 の 重 要 性 を6
6
54
Num
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dam, The N
分 野 別 内 訳 系( 薄 膜 Si 進 太 陽 電 池 発 表 論 文 件 an Nowak(N 003 ~ 2013 年 の 他 、 各 種 業 績 が 評 価 ding、 ・ PV さ れ た 。 委 員 長 の Ar し て の mob ttee of th 、前 大 臣 の ③ financing 述 べ た 。 gy) は 、 ク 減 に 加 え 、 ( 4 )Jan M lands)は 、 成 功 談 を 述 べ on, Topsec を 述 べ る と205
34
mber of Pap
at the 33rd
etherlands
2 を 示 す 。分 i、CIGS・C 池 技 術 106件 件 数 の 分 野 別 Nowak Ener 年 の EU PV PVネ ッ ト ワ さ れ た 。受 V & mobili no Smetsの bilityの 視 he Nationa 視 点 で 、① g、 ④ to es ( 3 ) Mark リ ー ン エ ネ BIPVや バ ッ Marc Luchi 1967年 創 立 べ た 。( 5 ) tor Energy 共 に 、 上 記2
23
pers presen
EU-PVSEC
s; Sep. 25-2
分 野 別 で は 、 CdTe等 II-V 、⑥ 市 場 、 別 内 訳 ( RTrgy & Techn Technolog ワ ー ク の コ ア 受 賞 記 念 講 演 ity、 ・ PV の 挨 拶 が あ っ 点 の 重 要 性 al Agreeme consistent tablish en k Van Sti ネ ル ギ ー 社 会 ッ テ リ と の 連 es( Chief T 立 の オ ラ ン ダ Wim Sinke y, Manager 記 ( 3 ) と 同
85
38
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C
29, 2017) 11
① 結 晶 Si系 VI、色 素・有 政 策 54件 、 TS(株 )提 供 nology) が gy Platfor ア メ ン バ ー 演 で は 、・g & energy s っ た 。 オ ラ 性 が 示 さ れ た nt on Ener t energy po nergy sect phout ( Eu 会 の 創 製 に 連 携 、 新 機 Technology ダ 企 業 TEMP ( Director Developme 同 様 の 今 後10 Papers
Cry PV Thi Mo Ada Mar Con 系 285件 、② 有 機 )205件 ⑦ 集 光 太 陽 ) が 受 賞 し た 。 rm の 副 議 長 ー な ど 、 長 年 grid integ systems、 な ラ ン ダ の 特 色 た 。( 2 )E rgy for Su olicy、② co torが 、 重 要 uropean Co に 向 け 、 研 究 機 能 、 サ ー ビ y Officer, PRESSの 電 気 TKI - Top c nt ECN Sola 後 の 方 向 性 を ystalline Si Systems in Films odules avanced PV arket, Policy ncentrator PV ② PVシ ス テ 件 、④ モ ジ 陽 光 発 電 、 2001年 異 長 、 第 27 回 年 に わ た る ration、・ な ど 、 太 陽 色 の 紹 介 の Ed Nijpels ustainable ooperation 要 で 、 PVの ommission, 究 開 発 は 重 ビ ス や 市 場 Tempress, 気 炉 、PECVD consortium ar Energy) を 示 し た V n D m3 4 . 1 パ ネ ル 討 論 :
Paolo Frankl( IEA)が モ デ レ ー タ と な っ て 、“ T Multi-Terawatt Photovoltaics – Going Beyond Wholesale Electricity” の テ ー マ で 、 パ ネ ル 討 論 が な さ れ 、 活 発 な 質 疑 が な さ れ た 。Paolo Franklは 、IEAの PVロ ー ド マ ッ プ の 紹 介 の 後 、PVの み な ら ず 、building、EVや 水 素 な ど モ ビ リ テ ィ の 視 点 で の パ ネ ル 討 論 の 方 向 性 を 示 し た 。 以 下 に 、 パ ネ リ ス ト の 主 な 意 見 を 紹 介 す る 。 ( 1 )Georgina Grenon(Director, 100%RE Solutions ENGIE, France)は、輸送 分野でのグリーン化が重要で、electricityとの連携が重要であり、可能性の基づく政策が必要であ ると述べた。(2)Nicola Melchiotti (Head of European Public Affairs and Regulation, Enel, Belgium)は、PVを含む再生可能エネルギーは、将来、間違いなく、メインとなろう。今は、過渡期 で、ビジネスモデルや市場設計が求められている。基礎に基づく政策が必要であると述べた。(3) Thomas Nowak(Secretary General European Heat Pump Association AISBL (EHPA), Belgium)は、 buildingに関して、システムインテグレーション、信頼性や性能に関して、意見が述べられた。可 能性の基づく政策が必要であると述べた(4)Michael Schmela(Executive Advisor Solar Power Europe (SPE) and Global Solar Council (GSC))は、グリーンエネルギー社会の創製に向け、アン ビシャスを持ち、挑戦することが重要で、アンビシャスターゲットの設定と政策立案が必要である と述べた。(5)Marko Topič(Chairman of European Technology & Innovation Platform Photovoltaics ETIP PV)は、将来、PVは、間違いなく、No.1になるだろう。輸送についても、バッテリ対水素の競 合もあるが、benefitに基づく政策が必要であると述べた。
4 . 2 先 進 太 陽 電 池 技 術 分 野 :
III-V/Si、ペ ロ ブ ス カ イ ト /Siな ど 、Siタ ン デ ム セ ル が 、ホ ッ ト ト ピ ッ ク ス と な っ て い る 。 ( 1 ) J. Benick ら ( FhG-ISE) は 、 “ Monolithic III-V//Si Multi-Junction Solar Cell Exceeding an Efficiency of 31%” と 題 し て 、 プ レ - ナ リ 講 演 を 行 っ た 。 近 年 、 シ リ コ ン ベ ー ス の タ ン デ ム 太 陽 電 池 が 、 結 晶 シ リ コ ン 太 陽 電 池 の 29.4%の 理 論 限 界 を 超 え る 可 能 性 を 有 す る こ と で 、 注 目 を 集 め て い る 。 先 に 、 GaInP/GaAs2 接 合 セ ル と TOPCon 結 晶 Si ボ ト ム セ ル と の ウ エ ハ ボ ン デ ィ ン グ に よ る GaInP/GaAs/Si3 接 合 セ ル( 面 積 3.98 cm2)で 、効 率 32.3% ( Voc=3.085V、 Jsc=12.6mA/cm2、 FF=83% ) が 報 告 し て き た 。 図 3 に 、 ウ エ ハ ボ ン デ ィ ン グ に よ る GaInP/AlGaAs/Si3 接 合 タ ン デ ム 太 陽 電 池 の 作 製 フ ロ ー を 示 す 。 Si 下 部 太 陽 電 池 の Voc 向 上 、 電 流 整 合 の 改 善 が 課 題 で あ っ た 。 Si 下 部 セ ル の 再 結 合 低 減 の た め 、 SiO2、 n-poly Si、 p-poly Si に よ る passivated contacts、 P イ オ ン 注 入 エ ミ ッ タ 層 の 最 適 化 に
よ り 、 Voc は 、 628m V か ら 692mV に 、 改 善 さ れ て い る 。 light trapping に よ る 電 流 整 合 も 改 善 さ れ 、図 4 に 示 す よ う に 、2 端 子 構 造 と し て は 、世 界 最 高 の 効 率 33.3%( 面 積 3.127 cm2、 Voc=3.127V、Jsc=12.7mA/cm2、FF=83.8% )を 達 成 し て い る 。本 会 議 の ハ イ ラ イ ト と し て も 、 高 い 評 価 を 得 て い る 。 ヘ テ ロ エ ピ 成 長 に よ る InGaP/GaAs/Si 3 接 合 セ ル で は 、 効 率 19.7 % ( Voc=2.52V 、 Jsc=10.0mA/cm2、FF=84.3% )で 、転 位 密 度 が 、2.8x107cm-2と 高 い こ と が 課 題 で あ る 。EPFL と NREL、 シ ャ ー プ 、 豊 田 工 大 は 、 4 端 子 メ カ ニ カ ル ス タ ッ ク に よ る InGaP/GaAs//Si セ ル で 、 各 々 、 効 率 35.9% 、 33.0% 、 28.2% の 状 況 に あ る 。 当 面 、 効 率 37% 以 上 の 実 現 を 目 指 し て い る 。
図 3 ( 2 ) M Extract Cells w ル と し て 3 接 合 タ 成 の 実 装 れ て い ( 3 )B Lead Ha 陽 電 池 、 に あ る 。 ペ ロ ブ ス ル ヨ ウ 化 3 . ウ エ 作 製 フ ロ M. Riennac tion Enabl with Three て 、バ ッ ク タ ン デ ム 太 装 面 で の 課 る 。 Si 下 部 B. Ehrler ら alide Perovs 、 4 端 子 構 。 講 演 者 の ス カ イ ト 太 化 鉛 ペ ロ ブ ハ ボ ン デ フ ー ( R. Car 図 4 . G ( Dr. N cker ら ( I led by Mon e Terminal コ ン タ ク ト 太 陽 電 池 で 、 課 題 を 克 服 す 部 セ ル の パ ッ ら( AMOLF skite ”と 題 構 成 の ペ ロ ブ の グ ル ー プ は 太 陽 電 池 材 料 ブ ス カ イ ト ( フ ィ ン グ に よ riou et al., I GaInP/GaAs N. Taylor、 3 ISFH) は 、 olithic Ta s” と 題 し ト 構 造 を 採 各 々 、 効 す る た め 、T ッ シ ベ ー シ )は 、“ Ind 題 し て 、プ ブ ス カ イ ト は 、 効 率 22 料 の バ ン ド MAPI)は 、 4 よ る GaInP IEEE Journ /Si3 接 合 太 33rd EU-PV NREL と の andems Usi て 、 プ レ ー 用 し 、4 端 効 率 31.5%、 TCO コ ン タ シ ョ ン や 電 流 direct to Di レ ー ナ リ 講 /Si2 接 合 タ 2% を 、 201 構 造 に 関 す 直 接 バ ン ド /AlGaAs/Si al of Photov 太 陽 電 池 の VSEC の ハ イ 共 同 研 究 の ing Interd ー ナ リ 講 演 を 端 子 構 成 の 35.4% を 達 タ ク ト に よ 流 整 合 に 関 rect Bandga 講 演 を 行 っ た タ ン デ ム 太 13 年 に 達 成 す る 検 討 結 果 ド ギ ャ ッ プ i3 接 合 タ ン voltaics, 7, 構 造 と 特 性 イ ラ イ ト ) の 成 果 と し て igitated B を 行 っ た 。 GaInP/Si2 達 成 し て い る 3 端 子 、 す る 結 果 も ap Transitio た 。有 機 -無 太 陽 電 池 は 、 成 し て い る と 果 が 紹 介 さ 半 導 体 を 考 ン デ ム 太 陽 367 (2017) 性 て 、 “ Maxi Back Conta こ れ ま で 、 接 合 、GaIn い る 。 今 回 、 2 端 子 構 成 も 紹 介 さ れ た on in Methyl 無 機 ハ イ ブ リ 効 率 26.4 と の 事 で あ さ れ た 。 長 い 考 え ら れ て い 電 池 の ). imum Power act Bottom Si 下 部 セ nP/GaAs/Si 4 端 子 構 成 が 検 討 さ た 。 lammonium リ ッ ド 型 太 4% の 状 況 る 。 今 回 、 い 間 、 メ チ い た 。た だ r m i m
し 、直 接 論 計 算 が 直 接 、 間 ( 4 ) M Efficie 高 効 率 化 寿 命 ( 拡 τr こ こ で 、 2 x 10 -1/ こ こ で 、 1/ こ こ で 、 の 熱 速 度 は 、 結 晶 面 準 位 、 絡 電 流 密 は 、 次 式 V こ こ で 、 J0は 、飽 図5.各 図 5 は 接 バ ン ド ギ が MAPI の 間 接 バ ン ド M, Yamaguc ency Solar 化 の 可 能 性 拡 散 長 ) に rad = 1/BN 、N は 、キ ャ -10 cm3/s [3 τeff = 1/τ 、 τnonradは τnonrad = σ 、 σ は 、 非 度 、 Nrは 、 晶 性 の 改 善 、 不 純 物 準 密 度 Jsc、開 式 で 与 え ら ln 0 J J q kT V L oc 、k は 、ボ ル 飽 和 電 流 密 度 各種太陽電池 結 ( は 、 種 々 の ギ ャ ッ プ と ス の わ ず か な ド 構 造 の 変 化 chi ら ( 豊 r Cells an 性 に つ い て 、 に 依 存 す る 。 (1) ャ リ ア 濃 度 、 3]、 で あ る τrad + 1/τ は 、 非 放 射 再 σ vNr (3 非 放 射 再 結 合 非 放 射 再 結 善 、 非 放 射 再 準 位 な ど 欠 陥 開 放 端 電 圧 ら れ る 。 ) 4 ( 1 ル ツ マ ン 定 度 で あ る 。 池のバンドギ 結合開放端電 M. Yamaguc の 太 陽 電 池 材 ス ピ ン 軌 道 な 間 接 バ ン 化 を フ ォ ト 豊 田 工 大 ) は nd Next Ge 考 察 し た 放 射 再 結 、B は 、放 射 る 。 実 効 寿 命 τnonrad (2) 再 結 合 寿 命 合 中 心 に よ 結 合 中 心 密 再 結 合 中 心 陥 密 度 の 低 Voc お よ び 数 、T は 、絶 Voc の 改 善 ギャップエネ 電圧 Voc (V hi et al, J 材 料 の バ ン 5 結 合 Rashb ド ギ ャ ッ プ ル ミ ネ ッ セ は 、 “ Anal neration 結 果 が 述 べ 合 寿 命 τr 射 再 結 合 確 率 命 τeffは 、 ) 命 で 、 次 式 で よ る 少 数 キ ャ 度 、 で あ る と し て 働 く 減 が 必 要 で び 曲 線 因 子 絶 対 温 度 、 善 の た め に は ネルギーEg に Voc, nrad)の J. Mater. R ド ギ ャ ッ プ ba 分 裂( 5 プ を 予 測 し て セ ン ス 測 定 で ysis for E Solar Cell べ ら れ た 。 太 ad は 、 次 式 率 で 、Si、Ga 次 式 で 与 で 表 さ れ る ャ リ ア の 捕 る 。 従 っ て 、 く 点 欠 陥 、 転 で あ る 太 陽 電 FF の 改 善 が q は 、電 子 は 、飽 和 電 流 に対する開放 の外部発光効 Res. (2017) プ に 対 す る 電 50~ 75 meV て い る 。 今 で 解 析 し た Efficiency ls” と 題 し 太 陽 電 池 特 式 で 与 え ら aAs で は 、各 え ら れ る 。 。 獲 断 面 積 、 、 太 陽 電 池 転 位 、 結 晶 電 池 の 高 効 が 必 要 で あ 子 電 荷 、JLは 流 密 度 Joの 放端電圧損失 効率(ERE)依存 (in press 電 圧 損 失 (E V)の 結 果 と 今 回 、 圧 力 印 た 結 果 が 紹 介 y Potentia し て 、 各 種 太 特 性 は 、 少 数 れ る 。 各 々 、2 x 10 v は 、 少 数 池 の 高 効 率 化 晶 粒 界 、 界 面 効 率 化 の た め あ る 。 開 放 端 は 、光 生 成 電 の 低 減 が 必 要 失(Eg/q-Voc) 存性 s). ) Eg/q-Voc)お と し て 、理 印 加 に よ る 介 さ れ た 。 al of High 太 陽 電 池 の 数 キ ャ リ ア 0-15 cm3/s、 数 キ ャ リ ア 化 の た め に 面 準 位 、 表 め に は 、 短 端 電 圧 Voc 電 流 密 度 、 要 で あ る 。 と非放射再 お よ び 非 放 h 再
射 再 結 合 の 関 数
V
こ こ で 、 ら れ る 。 V こ こ で 、 放 射 再 結 0.28V が 結 合 損 失 効 率 化 が を 尺 度 図 6 に 陽 電 池 は に 改 善 す + 1/rsh 率 化 が 期 よ り 、 規 が 可 能 で 合 電 圧 損 失 と し て 示 す ,V
V
oc
oc rad 、 第 二 項 は 。 ln , rad oc J q kT V 、 ( ) ,rad oc LV J 結 合 の み の が 用 い ら れ 失 が 多 く あ が 可 能 で あ と し て 、 ま 図 6 . ( M. Ya に 、 各 種 太 は 、 規 格 化 す る こ と に )< 0.025 に 期 待 で き る 規 格 化 抵 抗 で あ る 。5 失 (Voc, nra す 。 開 放 端 電
ln ERE
q
kT
は 、 非 放 射 再 1 ) ( , 0 , rad rad oc L J V J は 、 放 射 再 の 場 合 の 飽 和 た 。図 5 に あ り 、 少 数 キ あ る と 言 え る ま た 、 抵 抗 損 各 種 太 陽 電 amaguchi e 太 陽 電 池 の 効 化 抵 抗 (rs + に よ り 、28. に お い て 、 る 。 III-V 族 抗 ( rs +1/ r 接 合 太 陽 電 ad)を 外 部 発 電 圧 Voc は
(
5
)
再 結 合 電 圧 ) 6 ( 再 結 合 の み 和 電 流 密 度 に 示 す よ う に キ ャ リ ア 寿 る 。解 析 で は 損 失 は 、 曲 電 池 の 効 率 et al, Pro 効 率 と 計 算 1/rsh)< 0. 8% の 高 効 率 ERE を 28. 族 3 接 合 太 陽 sh) < 0.02 電 池 の 場 合 6 発 光 効 率 ( 、 ERE に 対 圧 損 失 で あ り み の 場 合 の 開 度 で あ る 。 に 、結 晶 Si 命 改 善 や 各 は 、開 放 端 線 因 子 FF 率 と 計 算 値 の g. in PV, 値 の 外 部 発 05 に お い て 率 化 が 期 待 8% か ら 、 陽 電 池 は 、 5 で 、 非 集 、ERE を 0. external r 対 し て 、 次 式 り 、 放 射 再 開 放 端 で の 図 5 のVo i 太 陽 電 池 各 種 再 結 合 損 電 圧 損 失 (E に 組 み 込 ん の 外 部 発 光 (2017) (t 発 光 効 率 ( E て 、 外 部 発 待 で き る 。G 40%に 改 善 す ERE を 0.0 集 光 効 率 37. 005% か ら radiative 式 で 表 さ れ 結 合 電 圧V
光 生 成 電 流 g rad c, E /q に お い て さ 損 失 の 低 減 Eg/q-Voc)を ん だ 。 効 率 ( ERE to be publ ERE) 依 存 性 光 効 率 ( E aAs 太 陽 電 す る こ と に 5% か ら 10 .9% か ら 、 1% へ 改 善 efficienc る 。 rad ocV
, は 、 次 流 密 度 で 、 rad oc V , の 値 さ え 、ま だ 、 減 に よ り 、 さ を 外 部 発 光 ) 依 存 性 lished).) 性 を 示 す 。 RE) を 1% 電 池 は 、規 格 に よ り 、 30. 0% へ 改 善 す 42% へ と 、 善 す る こ と に cy (ERE)) 次 式 で 与 え rad J0, は 、 値 と し て 、 、非 放 射 再 さ ら な る 高 光 効 率 (ERE) 結 晶 Si 太 % か ら 、 30% 格 化 抵 抗 (rs 0% の 高 効 す る こ と に 高 効 率 化 に よ り 、規 % s7 格 化 抵 抗 ( rs +1/ rsh) < 0.025 で 、 非 集 光 効 率 38.8% か ら 、 43% へ と 、 高 効 率 化 が 可 能 で あ る 。CIGaSe 太 陽 電 池 は 、規 格 化 抵 抗 (rs + 1/rsh)< 0.05 に お い て 、ERE を 0.5% か ら 、10% に 改 善 す る こ と に よ り 、26.5% の 高 効 率 化 が 期 待 で き る 。CdTe 太 陽 電 池 は 、規 格 化 抵 抗 (rs + 1/rsh)< 0.05 に お い て 、ERE を 0.1% か ら 、5%に 改 善 す る こ と に よ り 、26.4% の 高 効 率 化 が 期 待 で き る 。 次 世 代 太 陽 電 池 に つ い て も 考 察 し た 。 CZTS(Se)太 陽 電 池 は 、 ERE を 0.001% か ら 1%に 改 善 す る こ と に よ り 、20% 以 上 の 高 効 率 化 が 可 能 で あ る 。量 子 井 戸・ド ッ ト 太 陽 電 池 は 、ERE を 0.1% か ら 10% に 改 善 す る こ と に よ り 、効 率 25.8%の 実 現 が 期 待 で き る 。ペ ロ ブ ス カ イ ト 太 陽 電 池 は 、 ERE を 0.02% か ら 10% に 改 善 す る こ と に よ り 、 効 率 24.9%の 実 現 が 期 待 で き る 。
( 5 ) J.E.M. Haverkort ら ( Einhoven Univ. Tech.) は 、 “ Efficiency Limit of 1 17.8% Efficiency Nanowire Solar Cells” と 題 し て 、 ナ ノ ワ イ ヤ 太 陽 電 池 の 現 状 と 効 率 向 上 の 見 通 し を 述 べ た 。上 辺 90nm、底 辺 270nm、長 さ 3μ m の InP ナ ノ ワ イ ヤ 太 陽 電 池 で 、効 率 17.8% ( Voc=0.766V、 Jsc=29.3mA/cm2、 FF=79.4% ) を 得 て い る 。 1-sun、 6000 倍 集 光 で 、 各 々 、
効 率 33.5% 、46.7% が 期 待 で き る と し て い る 。被 覆 率 の 低 い ナ ノ ワ イ ヤ 構 造 太 陽 電 池 で は 、 Voc=0.85V を 得 て い る と の 事 で あ る 。 プ レ ー ナ 構 造 の InP 太 陽 電 池 で 、 効 率 24.2 % ( Voc=0.939V、 Jsc=31.15mA/cm2、 FF=82.6% ) の 現 状 で あ り 、 ナ ノ ワ イ ヤ 太 陽 電 池 は 、 見
劣 り す る 。ナ ノ ワ イ ヤ 構 造 に よ り 、光 反 射 損 は 軽 減 さ れ る が 、ナ ノ ワ イ ヤ 構 造 挿 入 に よ り 、 界 面 再 結 合 に 起 因 す る 非 輻 射 再 結 合 損 失 に よ る 電 圧 低 減 が 課 題 と 考 え ら れ る 。 上 記 ( 4 ) の 外 部 発 光 効 率 ( ERE) で 比 較 す る と 、 プ レ ー ナ 構 造 の InP 太 陽 電 池 で ERE=2% 、 ナ ノ ワ イ ヤ 構 造 太 陽 電 池 で ERE=0.0002~ 0.02% で 、 課 題 は 明 白 の よ う に 思 う 。
4 . 3 結 晶 Si 太 陽 電 池 分 野 :
(1)K. Yamamotoら(カネカ)は、“Record-Breaking Efficiency Back-Contact Heterojunction Crystalline Si Solar Cell and Module”と題して、プレ-ナリ講演を行った。高効率太陽電 池の研究開発状況が述べられた。2014年のパナソニックのバ ッ ク コ ン タ ク ト ヘ テ ロ 接 合 単 結 晶 太 陽 電 池 で 、効 率 25.6% 、2015年 の SunPowerの バ ッ ク コ ン タ ク ト 太 陽 電 池 で 、効 率 25.2% 、 2017年 の FhG-ISEの TOPcon n-Siベ ー ス の 単 結 晶 Si太 陽 電 池 、 効 率 25.7% 、 多 結 晶 Si太 陽 電 池 で 、 効 率 21.9% ( 面 積 4cm2 、 Voc=0.6726V、 Jsc=40.76mA/cm2 、 FF=79.7% ) の 状 況 に あ る 。 カ ネ カ の バ ッ ク コ ン タ ク ト ヘ テ ロ 接 合 単 結 晶 Si太 陽 電 池 お よ び モ ジ ュ ー ル で の 最 高 効 率 の 更 新 の 発 表 が な さ れ た 。 図 7 に 、 バ ッ ク コ ン タ ク ト ヘ テ ロ 接 合 単 結 晶 Si太 陽 電 池 の 構 造 を 示 す 。 バ ル ク 再 結 合 損 失 の 低 減 に よ る Vocや FFの 改 善 、 a-Siを 用 い た 結 晶 Si 表 面 パ ッ シ ベ ー シ ョ ン 技 術 に よ る 表 面 再 結 合 速 度 の 低 減 、 TCOや a-Siの 光 吸 収 低 減 に よ る 短 波 長 域 の 外 部 量 子 効 率 の 改 善 、 光 反 射 損 失 低 減 、 垂 直 お よ び 横 方 向 の 抵 抗 損 失 低 減 、 裏 面 反 射 の 活 用 、な ど の 適 用 に よ り 、効 率 26.7%( 面 積 79cm2、Voc=0.738V、Jsc=42.65mA/cm2、FF=84.9% ) の 世 界 最 高 セ ル 効 率 の 更 新 が な さ れ た 。 理 論 限 界 セ ル 効 率 29.3 % ( Voc=0.753V 、 Jsc=43.6mA/cm2、 FF=89.2% ) に 対 し て 、 FFの 改 善 が 課 題 で あ り 、 FFの 改 善 に よ り 、 効 率 27.1% が 可 能 と 述 べ た 。温 度 特 性 は 、-0.26% /℃ で 、ヘ テ ロ 接 合 太 陽 電 池 と 同 等 で あ る 。ま た 、 メ タ ラ イ ズ 技 術 等 の 改 善 に よ り 、 世 界 最 高 モ ジ ュ ー ル 効 率 24.4% ( 面 積 13177cm2、 Voc=79.5V、Isc=5.04A、FF=80.1% )も 実 現 し て い る 。モ ジ ュ ー ル の 新 し い 結 果 は 、本 年 11
月 19日 ~ ト と し て ( 2 ) I Product の共同開 トを狙う bifacia ~ 200μ POCl3 ス ク リ ー PANDA リ ゼ ー Jsc=40.4 年 第 二 四 に 至 っ て よ り 、現 効 率 22 が 課 題 で μ m フ ィ マ ル チ ( 3 )R Cells b ングプロ p コンタ のデバイ field i ョン、セ 効 率 22 ~ 24日 、大 て も 、 高 い I. Ceser ら tion Envir 開発の成果で うものである al factor は μ m 厚 )を 用 を 用 い た エ ー ン 印 刷 、 A 生 産 ラ イ シ ョ ン の 4mA/cm2、 四 半 期 末 、 て い る 。 拡 現 在 、効 率 2% 達 成 の 見 で 、 80μ m ィ ン ガ ー 、 ワ イ ヤ 技 術 R. Russell ら by a Novel ロセスをベー タクトの同時 イス構造にお nduced pla セルの平均効 2.9%( Voc= 大 津 で 開 催 予 い 評 価 を 得 て 図7.バッ (K. Yoshik ( ECN) は ronment” と であるバック る。ITRPV に 、83%以上で 用 い 、SiNx 表 エ ミ ッ タ 層 お fire-throug ン で 試 作 さ 改 良 に よ り FF=77.4% 効 率 20.9% 拡 散 パ タ ー ン 21.6% の 状 見 通 し で あ フ ィ ン ガ ー > 300μ m 術 や 伝 導 性 バ ら( IMEC)は l Co-Plati ースとした両 時形成と Ag 使 おけるコンタ ting も比較 効率 22.4%( =694.2mV、 予 定 の PVSE て い る 。 クコンタク kawa et al. 、 “ Pilot と題して、プ クコンタクト よれば、202 である。n 型 表 面 パ ッ シ お よ び 裏 面 gh バ ッ ク コ さ れ て い る 。 り 、 第 四 四 ) を 達 成 し %( 面 積 24 ン の 最 適 化 状 況 で あ る 。 る 。コ ン タ ー 、 > 500μ の BSF 層 の バ ッ ク シ ー は 、“ Simult ng Proces 両面受光型結 使用量の削減 タクト形成の 較検討されて ( Voc=691,2 Jsc=40.5m 8 EC-27で 、発 トヘテロ接合 , Nature E Line Resu プレ-ナリ講 ト(IBC)bif 27 年には、結 型 PERT 技術を ベ ー シ ョ ン 面 電 界 (BSF) コ ン タ ク ト 。2016 年 第 四 半 期 末 、 し た 。 表 面 2,8cm2、Vo 、 BSF 層 と 2 次 元 モ デ ク ト 抵 抗 の μ m の ワ イ の 適 用 に よ ト を 用 い た aneous Fab s” と題し 結晶 Si 太陽電 減(<5mg/セ の課題が分析 ている。Al2O 2mV、Jsc=4 mA/cm2、FF 発 表 予 定 と 合単結晶Si太 Energy, 2, ults of n-T 講演を行った facial 型セ 結晶 Si 太陽 をベースに、 ン + AR、表 面 層 、 SiNx か ら 構 成 さ 第 三 四 半 期 20.5 % ( 面 面 パ ッ シ ベ ー oc=663mV、 と 裏 面 エ ミ デ リ ン グ に の 低 減 、コ ド BSF 層 の り 、効 率 23 た モ ジ ュ ー ル brication o して、プレ- 電池において セル)を目指 析されている O3/SiN、SiO 0.4mA/cm2 F=81.1% ) の 事 で あ る 太陽電池の構 17032 (2017 Type IBC C た。ECN、Yi セルモジュー 陽電池の 30% 6 イ ン チ n 面 電 界 層 、n x 裏 面 パ ッ シ さ れ て い る 末 、効 率 1 面 積 242,8 ー シ ョ ン 等 Jsc=40.5m ッ タ 層 の ア よ る 損 失 解 ン タ ク ト 層 の 適 用 に よ 3.7% 、の 達 ル 化 も 検 討 of n & p Con ナリ講演を行 て、コスト( 指している。p 。Ni/Cu の l 2/SiN4 の表 2、FF=80.3% の 状 況 で あ る 。本 会 議 の 構造 7)) ell Proces ingli Solar ールで、高性 %が、両面受 n 型 CZ ウ n 型 ベ ー ス シ ベ ー シ ョ 。 Yingli の 9.3% だ っ た 8cm2、 Voc 等 の 改 良 に よ mA/cm2、FF ア イ ソ レ ー シ 解 析 の 結 果 層 の 飽 和 電 流 り 、 効 率 2 達 成 の 見 通 し 討 中 と の 事 で ntacts for 行った。Cu (LCOE)低減 p-PERT、n-P light induc 表面、裏面パ % )、ベ ス あ る 。熱 サ イ の ハ イ ラ イ ss in Mass r、TEMPRESS 性能、低コス 受光セルで、 ウ ェ ハ( 180 層 、BBr3、 ン + AR、 の 大 量 生 産 た が 、メ タ c=657mV 、 よ り 、 2017 F=78.0% ) シ ョ ン 等 に 、今 年 末 、 流 密 度 低 減 23.5% 、 40 し で あ る 。 で あ る 。す . Bi-Facial プレーティ に向け、n、 PERT、n-SHJ ed plating、 パッシベーシ ト セ ル で 、 イ ク ル 試 験 S 0 7 0 J シ
9
や 高 温 高 湿 試 験 結 果 も 報 告 さ れ た 。さ ら な る 改 善 を 目 指 し て 、PERT、PERC 構 造 セ ル に 関 し て 、 Ni/ド ー プ ポ リ Si コ ン タ ク ト も 、 検 討 さ れ て い る 。
( 4 ) W. Kwapll ら ( FhG-ISE ) は 、 “ Understanding Light-Induced Degradation in Multicrystalline Silicon: Possible Complex Formation Mechanisms” と題して、プレ- ナリ講演を行った。多結晶 Si 太陽電池の高 温 光 誘 起 劣 化 (LeTID)現 象 に 関 す る 検 討 結 果 が 、 報 告 さ れ た 。 光 誘 起 劣 化 は 、 n 型 Si で は 、 起 こ ら ず 、 p 型 多 結 晶 Si、 CZ-Si、 FZ-Si で 、 起 こ る 。 シ リ コ ン の 欠 陥 反 応 の 背 後 に あ る 物 理 的 な メ カ ニ ズ ム の 理 解 を 可 能 に し ま す 。 温 度 依 存 性 と 注 入 強 度 依 存 性 、 フ ォ ト ル ミ ネ ッ セ ン ス 測 定 か ら 、 欠 陥 の 荷 電 状 態 の 変 化 、 ヤ リ ア の 捕 獲 断 面 積 と 活 性 化 エ ネ ル ギ ー( 0.94eV)が 求 め ら れ て い る 。SiNx:H 層 の fast firing で 、 欠 陥 が 活 性 化 し 易 く 、 B-O 欠 陥 や Cu、 Ni、 C 等 の 不 純 物 起 因 で も な く 、 空 孔 ( V) -H 対 を 考 え て い る 。 今 後 は 、 FZ-Si で 、 さ ら な る 検 討 を 進 め る と の 事 で あ る 。 本 会 議 の ハ イ ラ イ ト と し て も 、 高 い 評 価 を 得 て い る 。
( 5 ) D. Amkreutz ら ( HZB) は 、 “ Influence of the Precursor Layer Composition and Deposition Processes on the Electronic Quality of Liquid Phase Crystallized Silicon Absorbers” と題して、プレ-ナリ講演を行った。バルク結晶 Si 太陽電池のプロセス工程の複雑 さ、コスト低減の必要性が述べられた後、Kerfless 薄型 Si の研究状況が紹介された。ホ ウ ケ イ 酸 塩 ま た は ボ ロ /ア ル ミ ノ 珪 酸 塩 ガラス基板上に中間層、さらに、a-Si/nc-Si 層が堆積され、CW 半 導 体 レ ー ザ や 電 子 ビ ー ム な ど の ラ イ ン 状 の エ ネ ル ギ ー 源 を 用 い た 液 相 結 晶 化 ( liquid phase crystallization) が な さ れ 、 5~ 40μ m 厚 の mc-Si 層 が 形 成 さ れ る 。 残 留 応 力 、 転 位 や 積 層 欠 陥 に 加 え 、C や O 濃 度 も 高 く 、少 数 キ ャ リ ア 寿 命 は 、0.5~ 5μ s で あ る 。a-Si:H(i/p+) お よ び a-Si:H(n) を 用 い た バ ッ ク コ ン タ ク ト ヘ テ ロ 接 合 太 陽 電 池 ( 厚 さ 13 μ m ) の 面 積 10x6mm、10x1mm の セ ル で 、各 々 、効 率 14.2%(Voc=654mV、Jsc=29mA/cm2、FF=75%)、15.9% (Voc=650mV、Jsc=31.7mA/cm2、FF=77%)が得られている。薄膜の高品質化や light trapping の改
善により、効 率 18%(Voc=660mV、Jsc=36mA/cm2、FF=76%)が可能としている。
(6)この他、FhG-ISE は、2x2cm2 の多結晶 n 型 Si 太陽電池で、ニューレコード効率 22.3%
(Voc=674.2mV、Jsc=41.1mA/cm2、FF=81.6%)を達成した。図8に、多結晶 n 型 Si 太陽電池の構造
図 4 . 4 ( 1 ) Cu(In,G っ た 。 図 9 . ソ ー の 二 重 ( Voc=6 高 Voc 化 れ 、 処 理 バ ッ フ 8.多結晶 薄 膜 太 陽 V. Bermu Ga)(Se,S)2 世 界 最 高 効 ラ ー フ ロ ン Eg 傾 斜 層 、 686mV、 Jsc 化 の ア プ ロ 理 な し の V ァ 層 の Eg 調 n 型 Si 太陽 陽 電 池 分 野 dez ら ( S 2 Record E 効 率 Cu(In, ン テ ィ ア は 、 、ZnO:B 窓 c=39.9mA/c ロ ー チ が 報 告 oc=665~ 68 調 節 も な さ 陽電池の構造 : Solar Fron fficiencie Ga)(Se,S)2 こ れ ま で 層 の 検 討 に cm2、 FF=76. 告 さ れ た 。 83mV か ら 、 れ 、高 Voc 10 造と特性(N. ntier ) は es and Ove セ ル の 特 性 、 Cd フ リ に よ り 、高 .5% ) を 実 光 吸 収 層 の 695~ 705 c、高 Jsc を Taylor、3 、 “ Prese rall Progr 性( R. Kamad ー バ ッ フ ァ Jsc 化 を は 実 現 し て い る の K-PDT 処 理 mV に 改 善 さ を 目 指 し て 3rd EU-PVSE nt Status ress” と 題 da et al., 43 ァ 層 、 表 面 か り 、2014 る 。 先 の 43 理 と ア ニ ー さ れ て い る い る 。図 9 EC のハイライ of Solar 題 し て 、 基 調 rd IEEE PV S-rich、 裏 4 年 に は 、効 3rd IEEE P ー ル の 予 備 検 。 ( Zn,Mg 9 に 示 す よ イト) r Frontier 調 講 演 を 行 SC, 2016) 裏 面 Ga-rich 効 率 20.9% PVSC で は 、 検 討 が な さ ) O の 第 二 う に 、面 積 r h
11
0.51cm2 の CdS/ZnO 二 重 バ ッ フ ァ 層 お よ び Z(O,S,OH)/(Zn,Mg)O 二 重 バ ッ フ ァ 層
Cu(In,Ga)(Se,S)2ル で 、各 々 、効 率 22.3%( Voc=721.9mV、Jsc=39.38mA/cm
2、FF=78.24%)、
22.0% の 世 界 第 二 位 の 高 効 率 が 達 成 さ れ て い る ( FhG-ISE 認 定 ) 。 ま た 、 自 社 測 定 で は あ る が 、CdS/ZnO 二 重 バ ッ フ ァ 層 お よ び Z(O,S,OH)/(Zn,Mg)O 二 重 バ ッ フ ァ 層 Cu(In,Ga)(Se,S)2
ル で 、 各 々 、 効 率 22.7% 、 22.8% も 得 て い る と の 事 で あ っ た 。 今 回 、 30 cmx30 cm(841cm2 )の CIS サ ブ モ ジ ュ ー ル で 、 効 率 19.2%、 7cmx 5cm サ イ ズ の ミ ニ モ ジ ュ ー ル で 、 19.8% の 世 界 最 高 効 率 が 報 告 さ れ た 。 2020 年 に 、 200W モ ジ ュ ー ル の 出 荷 を 予 定 し て い る 。太 陽 電 池 特 性 向 上 に 向 け 、低 Eg( 1.08eV)CIS 組 成 傾 斜 光 吸 収 層 、 低 Eg 層 の 拡 大 、 透 明 TCO 層 、 高 E g の ZnMgO 第 二 バ ッ フ ァ 層 、 ア ル カ リ 処 理 な ど の 改 善 の 結 果 が 、高 効 率 化 に つ な が っ て い る 。ア ル カ リ 処 理 に よ り 、少 数 キ ャ リ ア 寿 命 も 50ns か ら 182ns に 改 善 さ れ 、Voc 増 加 に つ な が っ て い る 。多 結 晶 Si 太 陽 電 池 に 比 べ て 、温 度 係 数 も 低 い と の 事 で あ る 。ベ ス ト の 値 と し て 、-0.23% /℃ が 得 ら れ て い る と の 事 で 、ヘ テ ロ 接 合 結 晶 Si 太 陽 電 池 の 温 度 係 数 に 匹 敵 す る 。本 会 議 の ハ イ ラ イ ト と し て も 、高 い 評 価 を 得 て い る 。
( 2 ) P. Kratzert ら ( Solibro) は 、 “ Total Area Efficiency at Commercial Size CIGS Module” 題 し て 、 プ レ ー ナ リ 講 演 を 行 っ た 。 Solibro は 、 2003 年 に 設 立 さ れ 、 累 積 出 荷 量 は 、300MW で あ る 。モ ジ ュ ー ル 効 率 も 、2010 年 4 月 の 平 均 効 率 10%( ベ ス ト 11.7% )か ら 、 最 近 の 平 均 効 率 15% ( ベ ス ト 16.5% ) へ と 改 善 さ れ て い る 。 1cm2セ ル で 、 効 率 21.0% の
状 況 で あ る 。 今 回 、 CIGS 系 の 生 産 技 術 に つ い て の 検 討 結 果 が 報 告 さ れ た 。 1 m2 モ ジ ュ ー
ル で 、total area 効 率 16.0%( ア パ ー チ ャ エ リ ア 効 率 17.0% )が 得 ら れ て い る 。シ ー ト 抵 抗 、 セ ル 面 積 、 dead エ リ ア 割 合 、 封 止 AR、 TCO 上 の 金 属 グ リ ッ ド な ど の 効 果 が 言 及 さ れ た 。 金 属 グ リ ッ ド の 改 善 に よ る FF 損 失 の 3% 改 善 が は か ら れ 、 Jsc の 10% 損 失 の 内 訳 と し て 、 AZO の 吸 収 損 1.3mA/cm2、 dead 領 域 の 損 損 失 1.1mA/cm2、 封 止 部 の 吸 収 お よ び 反 射 損 1.1mA/cm2、 と 分 析 さ れ て い る 。 30x30cm2 の サ ブ モ ジ ュ ー ル で 、 自 社 測 定 で は あ る が 、 ア
パ ー チ ャ 効 率 18.8% が 得 ら れ て い る 。 ま た 、 0.94m2 モ ジ ュ ー ル で 、 17.6% が 得 ら れ て い
る と の 事 で あ る 。今 後 は 、モ ジ ュ ー ル の 大 面 積 化( 0.94m2→ 1.88m2)も 進 め 、出 力 140~ 150W
モ ジ ュ ー ル か ら 、300~ 320W モ ジ ュ ー ル に つ な げ た い と ま と め た 。本 会 議 の ハ イ ラ イ ト と し て も 、 高 い 評 価 を 得 て い る 。
( 3 ) J.R. Site ら ( Colorado State Univ.) は 、 “ Enhancements to CdTe Cell Efficiency” と 題 し て 、 プ レ - ナ リ 講 演 を 行 っ た 。 ま ず 、 First Solar 社 の 状 況 が 報 告 さ れ た の で 、 前 回 会 議 の D. Weiss ら( First Solar)に よ る 、“ Delivering on the promise of thin-film PV” と 題 す る CdTe 太 陽 電 池 、 モ ジ ュ ー ル に 関 す る プ レ - ナ リ 講 演 を 紹 介 す る 。 CdTe 太 陽 電 池 の 製 造 工 程 で の CO2放 出 量 は 、14 CO2g /kWh で 、CIGS、多 結 晶 Si 太 陽 電 池 の 各 々 17、19CO2 g /kWh で 、有 利 で あ る こ と 。太 陽 電 池 モ ジ ュ ー ル の 累 積 出 荷 量 は 、18GW で あ り 、ガ ラ ス 入 ん か ら 1 パ ネ ル の 生 産 時 間 は 、3.5 時 間 以 下 で あ る 。0.72m2パ ネ ル か ら 2.4m2パ ネ ル へ の 大 面 積 化 に 移 行 中 で あ る 。2015 年 に は 、図 1 0 に 示 す よ う に 、セ ル 効 率 22.1%( Voc=887mV、 Jsc=31.7mA/cm2、FF=78.5% )、面 積 0.7m2モ ジ ュ ー ル で 、ア パ ー チ ャ 効 率 18.6% を 実 現 し て い る 。 CdTe 太 陽 電 池 の 高 効 率 化 は 、 CIGS 太 陽 電 池 と 同 様 に 、 組 成 制 御 に よ る バ ン ド ギ
ャ ッ プ 傾 短 絡 電 流 率 の 改 善 か ら れ て に 効 果 が る 。4μ 結 果 、 C 傾 斜 組 成 率 化 の 可 よ り 、 と ま と め コ ロ 置 き 換 え Voc 改 積 0.77 る 。 ( 4 )M Tandem 普 及 の た 図 1 1 は の ト レ ー を 1 7 % な る 。 従 傾 斜 が な さ 流 密 度 Jsc 善 が は か ら て い る 。ま が あ り 、キ m 以 上 の 粒 CdTe 太 陽 成 光 吸 収 層 可 能 性 追 求 τ > 1μ s、 め た 。 図 ラ ド 州 立 大 え 、 短 波 長 善 、③ Cu に 7cm2 セ ル で M.A. Green Solar Cel た め に は 、太 は 、主 要 技 術 ー ド オ フ を % か ら 2 5 従 っ て 、 モ さ れ 、波 長 80 で 、 約 2m ら れ て い る が た 、Cl パ ッ ャ リ ア 寿 命 粒 界 成 長 、Z 電 池 で 、 効 層( 1.5→ 1.3 求 、 バ ル ク 欠 S< 10cm/s、 図 1 0 . ( Dr. Sa 大 で の 研 究 状 長 域 の 量 子 に 代 わ る 裏 で 、 効 率 1 ら( UNSW lls” と 題 し 太 陽 電 池 の 術 に よ る L を 示 す 。 寿 命 % 、 3 5 % モ ジ ュ ー ル 効 00nm 以 上 の A/cm2の 改 が 、 窓 層 の ッ シ ベ ー シ 命 τ が 10ns ZnTe:Cu バ 効 率 22.1% 3→ 1.0→ 1.7 欠 陥 の 理 解 、Voc> 1.1 First Solar arah Kurtz:4 状 況 も 報 告 子 効 率 改 善 と 裏 面 コ ン タ ク 9.16% ( Vo )は 、“ Pro し て 、 プ レ の さ ら な る 高 COE 3 セ 命 を 2 0 年 % へ と 改 善 効 率 35% の 12 の 赤 色 の 領 改 善 が は か ら 改 善 に よ る ョ ン や Eg s か ら 約 10 バ ッ ク コ ン タ の 世 界 最 高 7eV)も 検 討 と 低 減 、 パ 1V を 実 現 す の CdTe 太 43rd IEEE P さ れ た 。 ① と Jsc 改 善 、 ク ト と し て oc=854mV、 ogress with ー ナ リ 講 演 高 性 能 化 、低 ン ト / kWh か ら 3 0 年 す る こ と で の タ ン デ ム 太 域 で の 量 子 ら れ て い る 。 る も の で 、 J 傾 斜 は 、C 0ns に 向 上 タ ク ト も 検 高 効 率 が 達 成 討 さ れ て い パ ッ シ ベ - シ す る こ と に 陽 電 池 の 高 PVSC の ハ イ ① CdS バ ッ 、 ② 高 温 成 Te 層 の 採 用 Jsc=28.4m h Perovskit 演 を 行 っ た 。 低 コ ス ト 化 h 達 成 時 の モ 年 、 5 0 年 に で 、 許 容 さ れ 太 陽 電 池 の 子 効 率 の 改 善 。 青 色 の 波 Jsc で 、 約 dTe 層 の 欠 し 、Voc の 討 さ れ て い 成 さ れ て い る 。今 後 は シ ョ ン 、 ド よ り 、効 率 高 効 率 化 の 変 イ ラ イ ト ) フ ァ 層 を M 長 に よ る C 用 に よ る V A/cm2、 FF= te/Silicon 。 太 陽 光 発 化 、長 寿 命 化 モ ジ ュ ー ル に 延 ば す こ れ る モ ジ ュ 実 現 が 期 待 善 が は か ら 波 長 領 域 で も 1mA/cm2の 欠 陥 パ ッ シ ベ の 改 善 が は か い る 。こ れ ら い る 。 ま た 、 は 、単 結 晶 に ド ー ピ ン グ 等 率 > 25% が 可 変 遷 MgZnO バ ッ CdTe の 結 晶 Voc 改 善 、で =79.1% ) の n and All-P 発 電 の さ ら な 化 が 求 め ら れ ル 価 格 モ ジ ュ こ と や モ ジ ュ ュ ー ル 価 格 が 待 さ れ て い れ て い る 。 も 、 量 子 効 の 改 善 が は ベ ー シ ョ ン か ら れ て い ら の 改 善 の CdSxTe1-x に よ る 高 効 等 の 検 討 に 可 能 で あ る ッ フ ァ 層 で 晶 性 改 善 と で あ る 。面 の 状 況 で あ Perovskite な る 導 入 ・ れ て い る 。 ュ ー ル 効 率 ュ ー ル 効 率 が 緩 や か に る 。 x
図 1 1 . 図 こ の 1 2 は 、 ン デ ム 太 Siタ ン デ 失 が 述 べ 者 ら は 、 /ぺ ロ ブ . 主 要 技 術 図12.Si タ よ う な 高 効 、 Siタ ン デ 太 陽 電 池 で デ ム 太 陽 電 べ ら れ た 。 、低 コ ス ト ブ ス カ イ ト タ
AM1
5
G
efficiency
(%)
術 に よ る LCO タンデム太陽 効 率 を 達 成 す デ ム 太 陽 電 池 で 、 理 論 変 換 電 池 で 、 効 率 効 率 的 に は 化 を 狙 い と タ ン デ ム 、0
10
20
30
40
50
60
AM1
.5G
efficiency
(%)
OE 3 セ ン ト レ ー ド オ 陽電池の高効 す る た め に 池 の 高 効 率 換 効 率 は 、 率 41% の 実 は 、III-V/Si と し て 、ペ ペ ロ ブ ス カ29
33
1
Si botto
13 ン ト / kWh達 オ フ ( energ 効率化の可能 最 も 有 望 な 率 化 の 可 能 性 各 々 、 42. 現 が 期 待 さ iタ ン デ ム 太 ロ ブ ス カ イ カ イ ト /CISタ42.5
Num
om cell
達 成 時 の モ ジ y.gov/sunsho 能性(Prof. M な ア プ ロ ー チ 性 を 示 す 。 5% 、 47.5% さ れ る 。 2 端 太 陽 電 池 で イ ト /Siタ ン デ タ ン デ ム 太5
45
2
mber of cel
Free choi
ジ ュ ー ル 価 ot) M.A. Green 提 チ は 、 タ ン 2 接 合 Siタ % で あ り 、 端 子 構 成 、 、高 効 率 が デ ム 太 陽 電 太 陽 電 池 に 着47.5
50.
3
lls
ice
価 格 モ ジ ュ ー 提供、2012 年 ン デ ム 電 池 で タ ン デ ム 、 実 用 的 に は 4 端 子 構 成 が 実 現 し て い 電 池 、ペ ロ ブ 着 目 し て い.5
ー ル 効 率 の 年) で あ る 。 図 3 接 合 Siタ は 、 3 接 合 成 の 利 害 得 い る が 、著 ブ ス カ イ ト る 。 ま ず 、最 近 の ペ い ら れ て だ が 、少 ε ~ 6.5 結 合 エ ネ ら 最 近 の 性 な ど に デ ム 太 陽 認 定 値 で で あ る 。 晶 Siセ ル る 。 4 . 5 T. Ma concent 関 す る 講 図 1 3 . 要 性 図 1 静 的 低 倍 た め に 日 30km走 ジ ュ ー ル ペ ロ ブ ス カ て い る CH3N 少 数 キ ャ リ ア 5、 移 動 度 ネ ル ギ ー は の 効 率 22.1 に 、課 題 は 陽 電 池 で 、 で は な い が 。 UNSWの sp ル 20.5% ) 高 効 率 II asudaら ( trator pho 講 演 を 行 っ . 車 載 用 高 性 ( 左 下 図 3 に 、 車 載 倍 集 光 III-も 、 車 載 用 走 行 で き る ル が 必 要 と カ イ ト 太 陽 電 NH3PbI3は 、 ア 拡 散 長( 1 ( 電 子 7.5c は 、5~ 16me 1% の 変 遷 の あ る も の の Stanford U が 、 面 積 0.1 pectral sp の 状 況 で あ II-V多 接 合 ト ヨ タ 自 動 otovoltaic っ た 。 高 効 率 太 陽 ) 、 静 的 低 載 用 高 効 率 太 -V多 接 合 太 用 高 効 率 太 陽 る 。出 力 800 な る 。乗 用 電 池 の 進 展 1.55eVの 直 100~ 1000n cm2/Vs、 正 Vで あ り 、無 の 状 況 が 述 の 多 く の 研 究 Univ.グ ル ー 17cm2セ ル 、 litting法 で あ る 。同 方 法 、 集 光 型 お 動 車 、 豊 田 工 cs” と 題 し 陽 電 池 開 発 の 低 倍 集 光 III 太 陽 電 池 開 太 陽 電 池 モ ジ 陽 電 池 モ ジ Wの た め に 用 車 の CO2エ 14 が 紹 介 さ れ 直 接 遷 移 型 nm)を 持 ち 、 孔 12.5~ 6 無 機 系 太 陽 べ ら れ た 。 究 者 が 参 画 ー プ が 、効 率 1.43cm2セ で 、 28% ( 法 で ,III-V お よ び 宇 宙 工 大 ) は 、 て 、 車 載 用 の 必 要 性( 左 I-V多 接 合 太 発 の 必 要 性 ジ ュ ー ル の ュ ー ル の 開 は 、面 積 2. エ ミ ッ シ ョ ン れ た 。 今 日 、 型 の バ ン ド ギ 、高 光 吸 収 係 6cm2/Vs) な 陽 電 池 の 様 相 現 状 で は 、 画 し て い る 。 率 23.6% の セ ル で 、 各 々 ( 0.2cm2ペ ロ V/Siタ ン デ 用 太 陽 電 池 “ Solar p 用 高 効 率 太 陽 左 上 図 )、静 太 陽 電 池 モ 性 、 静 的 低 倍 特 性 を 示 す 開 発 が 必 要 で 5m2の 場 合 ン の 64% 削 、 ぺ ロ ブ ス ギ ャ ッ プ を 係 数( GaAsに な ど の 物 性 相 を 示 す 。2 、 大 面 積 セ ペ ロ ブ ス カ 状 況 で あ る 々 、 効 率 25 ロ ブ ス カ イ ム で は 、効 池 分 野 : powered ve 陽 電 池 モ ジ 静 的 低 倍 集 ジ ュ ー ル の 倍 集 光 太 陽 す 。 CO2エ ミ で あ る 。 出 、25% 以 上 減 が 期 待 さ ス カ イ ト 太 陽 を 有 す る 。 小 に 近 い 光 吸 性 を 有 す る 。 2009年 の 効 セ ル で の 低 効 カ イ ト /Si2 る 。4 端 子 構 5.2% 、 20. ト セ ル 7.5% 効 率 34.5% の ehicles wi ジ ュ ー ル の 研 集 光 太 陽 電 池 の 特 性 ( 右 陽 電 池 開 発 の ッ シ ョ ン を 出 力 800Wが あ 上 の 高 効 率 太 さ れ る 。今 回 陽 電 池 に 用 小 結 晶 粒 界 収 係 数 )、 励 起 子 の 効 率 3.8% か 効 率 、 信 頼 2 接 合 タ ン 構 成 で は 、 5% の 状 況 % + 4cm2結 の 状 況 に あ ith static 研 究 開 発 に 池 開 発 の 必 下 図 ) の 必 要 性 と を 低 減 す る あ れ ば 、 1 太 陽 電 池 モ 回 、新 し い
15 静 的 低 倍 集 光 太 陽 電 池 モ ジ ュ ー ル が 提 案 さ れ た 。 4 倍 集 光 の レ ン ズ 設 計 と 共 に 、 4mm角 の InGaP/InGaAs/Ge3 接 合 セ ル の 3 3 直 列 、3 並 列 の 低 倍 集 光 型 太 陽 電 池 モ ジ ュ ー ル が 試 作 さ れ 、 屋 内 評 価 で 、 モ ジ ュ ー ル 効 率 27.6% が 得 ら れ て い る 。 モ ジ ュ ー ル 特 性 、 特 に 、 許 容 角 特 性 の 実 測 値 と シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 値 と の 一 致 を み て い る 。 ま た 、 屋 内 評 価 よ り も 屋 外 評 価 で 。 効 率 増 加 が 見 ら れ 、 散 乱 光 の 効 果 と 考 え ら れ る 。 効 率 の 損 失 解 析 も な さ れ 、 電 流 不 整 合 や 光 学 損 失 の 改 善 に よ り 、 モ ジ ュ ー ル 効 率 30% の 実 現 の 見 通 し を 得 て い る 。 本 会 議 の ハ イ ラ イ ト と し て も 、 高 い 評 価 を 得 て い る 。 4 . 6 PV シ ス テ ム 、 性 能 、 信 頼 性 分 野 ( 産 総 研 、 千 葉 恭 男 氏 作 成 ) : Topic5 の プ レ ナ リ ー セ ッ シ ョ ン で は 、 4 人 の 研 究 者 に よ っ て モ ジ ュ ー ル の 特 性 評 価 ・ 信 頼 性 耐 久 性 な ど に つ い て 最 近 の ト ピ ッ ク ス が 報 告 さ れ た 。
( 1 ) TÜV Rheinland Energy GmbH の W.Harmann 氏 は 、 “ PV Module Performance Characterization – Challenges from Recent Technology Advances and Demands from Energy Yield Perspective”と 題 し て 、基 調 講 演 を 行 っ た 。最 近 の 技 術 の 進 歩 の 観 点 、エ ネ ル ギ ー 収 率 の 見 通 し の 観 点 か ら PV モ ジ ュ ー ル の 特 性 評 価 に つ い て 重 点 的 な 取 り 組 み を 報 告 し た 。 そ れ ら の 取 り 組 み は 6 つ 指 摘 し た 。 1. Procedures for electrical stabilization of PV modules 2 .Measurement procedure for bifacial PV modules 3. Mandatory validation of nominal power as stated on type label 4. Importance of wavelength range and long pulse length of solar simulation, 5. Test conditions of IEC 6153-1 (G-T matrix) vs. “real world” operation, 6. Extension of product data sheet with specific performance data)に つ い て 説 明 さ れ た 。例 え ば 、電 気 的 特 性 に お い て は 、試 験 結 果 が 、LID(光 誘 起 劣 化 )や CID(電 流 誘 起 劣 化 )、TID(温 度 誘 起 劣 化 )に よ っ て 変 化 す る た め 、 デ ー タ を 比 較 し な が ら 評 価 手 法 を 確 立 す る こ と が 重 要 で あ る と 説 明
し た 。
( 2 ) NREL の S.R.Kurtz 氏 は 、 “ Qualitative versus Quantitative Reliability Testing of PV - Gaining Confidence in a Rapidly Changing Technology” と 題 し て 、 基 調 講 演 を 行 っ た 。 日 々 急 速 に 変 化 し て い る PV の 技 術 の 中 の 信 頼 性 を 得 る 戦 略 を 報 告 し た 。 そ の 戦 略 は 、 定 性 ・ 定 量 性 の 保 証 を も と に 、 標 準 デ ー タ の 収 集 、 デ ー タ の 分 析 、 リ ス ク ア セ ス メ ン ト を 行 っ て い く こ と で あ る 。 現 在 、 様 々 な 規 格 の 制 定 に 取 り 組 ん で い る が 、 特 に 標 準 デ ー タ の 収 集 の 際 に は 、 過 剰 な 環 境 で の 試 験 方 法 の 標 準 化 (例 え ば IEC61215 の x2x3 な ど )が 必 要 で あ り 、 現 在 IEA に 提 案 中 で あ る 。
( 3 ) OKE-Services の H.Oldenkamp 氏 は 、 “ Google’ s Little Box Challenge and the Development of the True AC-Module” と 題 し て 、 プ レ - ナ リ 講 演 を 行 っ た 。 パ ワ ー コ ン デ ィ シ ョ ナ ー (PCS)の 構 成 部 品 の 縮 小 化 を 図 る こ と で 、 数 セ ン チ 角 サ イ ズ (WxDxH: 7 ㎝ x 3 ㎝ x 5 ㎝ 程 度 )の PCS を 試 作 し た こ と を 報 告 し た 。 こ の PCS の 用 途 は 、 サ イ ズ が 非 常 に 小 さ い た め 両 面 受 光 モ ジ ュ ー ル に 使 用 す る こ と を 想 定 し て い る 。
( 4 ) 最 後 の First solar の A.Wade 氏 は 、 “ The Product Environmental Footprint (PEF) of Photovoltaic Modules – Lessons Learned from the Environmental Footprint Pilot Phase on the
Way to 演 を 行 Task12 前 回 会 degrada 前 回 会 議 益 々 、 重 IEA/PVP い る 。 図 最 大 2 0.8%~ 0 劣 化 は 、 Qualifi 信 頼 性 Managem ュ ー さ れ ル ク ラ な ど が 、 ① UV照 ③ 封 止 材 よ び 動 作 な ど が 紹 Quality の 向 上 、 重 要 と ま a Single Ma っ た 。 ヨ ー で の 取 り 組 会 議 の 報 告 ation rate 議 で 、 プ レ 重 要 と な り PS Task13 1 4 . P 25年 間 の デ 0.9% /年 の 、コ ス ト に icationが な な ど が 重 要 ment Syste れ た 。 図 1 ッ ク や glas 、 劣 化 要 因 照 射 に よ る 材 の delami 作 中 の ス ト 紹 介 さ れ た y Manageme 、 製 造 コ ン ま と め た 。 arket for G ー ロ ッ パ で 組 み 内 容 つ い 告 も ま と ま っ es of PV sy レ ー ナ リ 講 演 、 PV の 安 の 活 動 の 概 P V モ ジ ュ ー デ ー タ に よ れ の 劣 化 率 で あ 関 わ り 、こ な さ れ て い 要 と な る 。 m、シ ス テ ム 4 に 、 P V ss breakage 因 と な っ て い る 封 止 材 の d ination、 ④ ト レ ス 、⑤ Po た 。 今 後 は nt Systemガ ン ト ロ ー ル 、 reen Produ で の 太 陽 電 池 い て 報 告 し っ て い る の stems for 演 を 行 っ た 安 定 性 と 長 期 概 要 が 報 告 ー ル の 典 型 れ ば 、 統 計 あ る 。HITで こ れ ま で は 、 る 。 新 し い Qualific ム 設 計 や 設 V モ ジ ュ ー eな ど 、3~ い る 。 図 1 discolorat ④ セ ル の 割 otential In 、 PVモ ジ ュ ガ イ ド ラ イ 加 速 ス ト 16 cts in the E 池 に 対 す る し た 。 の で 、 紹 介 す various k 。 PV 産 業 の 期 信 頼 性 は さ れ た 。 20 的 経 年 劣 化 的 に は 、 P で 、約 1% /年 、IEC61215 い 製 品 開 発 cation tes 設 置 品 質 が 重 ル の 典 型 的 ~ 4年 す る と 5 に 、 PVモ ion、② イ ン れ や ク ラ ッ nduced Deg ュ ー ル の 信 ン の 開 発 に レ ス 試 験 の European U る 製 造 環 境 す る 。 M. K inds of PV の 拡 大 と 共 、 PV の 成 功 0 ヵ 国 36 機 化 モ ー ド ( I Vモ ジ ュ ー ル 年 、薄 膜 は 5や 61646に の た め に は st は 確 立 さ 重 要 と な る 的 経 年 劣 化 モ 、PID劣 化 、 モ ジ ュ ー ル の ン タ ー コ ネ ッ ク 、 ⑤ PVモ radation( 頼 性 向 上 の に 加 え 、 ア の 向 上 、 フ nion” と 題 負 荷 (PEF) Kontges ら modulesfa に 、 PV モ ジ 功 に 重 要 な 機 関 、 60 名 IEA/PVPS-T ル の 劣 化 率 1.4% /年 で 準 拠 し て 、 は 、 コ ス ト / さ れ て い ず 。PVモ ジ ュ モ ー ド を 示 、長 期 的 に の 要 因 別 劣 ク ト リ ボ ン モ ジ ュ ー ル PID)、⑥ ca の さ ら な る レ イ 設 計 ・ ィ ー ル ド で 題 し て 、 プ レ に 対 す る ( ISFH) は ailures” と ジ ュ ー ル の な 課 題 で あ る 名 の 専 門 家 が Task13 Rep 率 は 、 結 晶 S で あ る 。モ ジ 加 速 ス ト レ /性 能 比 、 耐 ず 、 製 造 者 ュ ー ル の 劣 化 示 す 。 1~ 2年 に は 、EVA di 劣 化 率 を 示 す ン や 溶 接 結 合 ル 製 造 、 輸 送 tastrophi 技 術 的 努 力 設 置 ・ メ ン で の 観 測 技 術 レ ー ナ リ 講 IEA PVPS は 、 “ Mean と 題 し て 、 信 頼 性 は 、 る 。 ま ず 、 が 参 画 し て port) Siで 、 平 均 ジ ュ ー ル の レ ス 試 験 や 耐 用 年 数 、 の Quality 化 が 、レ ビ 年 で は 、 セ iscoloring す 。 合 部 の 故 障 送 、 設 置 お c failure、 力 、 PV製 造 ン テ ナ ン ス 術 、 な ど が S n y g 、
4 . 7 ( 1 ) Self-Co ( PV) の る 。 今 後 あ る 。 オ の デ ー タ て い る 。 済 的 に 有 Metered は 、 下 式 OSS ( 世 帯 毎 の の 平 均 PV 電 力 自 己 消 ら ( TW と 題 し て 図 1 5 . 系 統 連 携 W. Schram onsumption の 電 力 発 生 後 、 自 己 消 オ ラ ン ダ の タ を 基 に 、 。自 己 消 費 有 利 な バ ッ d Consumpt 式 で 、 表 記 (kWh) = -0. の 最 適 バ ッ コ ス ト は 、 力 発 生 の 52 消 費 に 関 し Berlin) は て 、 前 回 会 PVモ ジ 携 、 シ ス テ ム m ら ( Utr n: Usage f 生 と 住 宅 で の 消 費 が 進 む と の Amersfoor 系 統 か ら の 費 と ピ ー ク カ ッ テ リ の 平 均 tion) ( MW 記 さ れ る 。 .03 + 1.5xP ッ テ リ サ イ ズ 640 ユ ー ロ .8% を カ バ し て は 、 前 回 は 、 “ Emer 会 議 で 基 調 講 ジ ュ ー ル の 要 ム イ ン テ グ echt Univ for Peak S の 電 力 消 費 と 考 え ら れ rt 市 内 の 7 の 住 宅 の 電 カ ッ ト を 結 均 最 適 サ イ Wh/year) を V size (kW ズ の 大 き な と の 事 で あ バ ー し て い る 回 の 会 議 の ging perfo 講 演 を 行 っ 17 要 因 別 劣 化 レ ー シ ョ ン v. ) は 、 having” と の 不 整 合 を 、 住 宅 レ ベ 79 世 帯 に つ 力 消 費 に 及 合 し て い る ズ は 、 3.4 を 尺 度 と し p) -0.19xNC 違 い が あ り あ る 。バ ッ テ る 。 の 報 告 が ま と ormance is た 。 率 ( IEA/PV ン 、 応 用 分 野 “ Optimal と 題 し て 、 基 を 緩 和 す る 一 ベ ル で の バ つ い て 、 295 及 ぼ す バ ッ テ る 。Net Pres kWh で あ て 、 Optima C (MWh/ye り 、 0.5kWh テ リ を 使 用 と ま っ て い sues of ph VPS-Task13 野 : Sizing of 基 調 講 演 を 一 つ の 解 は ッ テ リ サ イ 5 日 以 上 の テ リ サ イ ズ sent Value る こ と が 、 al Storage S ar) ~ 7kWh に す る こ と に い る の で 、 紹 hotovoltai 3 Report) f Batterie を 行 っ た 。 太 は 、 バ ッ テ リ イ ズ の 最 適 化 日 に お い て ズ の 効 果 が 、 ( NPV)解 析 わ か っ た 。 Size( OSS) に 及 ぶ 。 バ ッ に よ り 、平 均 紹 介 す る 。 c battery es for PV 太 陽 光 発 電 リ 使 用 で あ 化 が 必 要 で て 、 10 秒 毎 解 析 さ れ 析 か ら 、経 。 NC( Net ) ( kWh) ッ テ リ 当 り 均 す る と 、 T. Tjaden systems” V t n
世 界 的 で は 、図 か ら 分 散 た ら し 、 策 と し て 図 1 6 (ISB 的 に 、 系 統 図 1 6 に 示 散 発 電 へ 、 、系 統 の 安 て 、 PV+ バ . 各 国 の 図17. BN: 978-0-99 統 に 占 め る P 示 す よ う に 、 ス マ ー ト グ 安 定 化 の た め バ ッ テ リ な ど の 電 力 に 対 Liイオン電 944195-3-8 ( PVの 比 率 が 2014年 時 点 グ リ ッ ド が め に は 、PVシ ど が あ り 、 18 す る PVの 割 電池とPVモジ (web), Climat 増 加 し つ つ 点 で 、PVの 重 要 と な ろ シ ス テ ム の 系 統 の 安 定 割 合 ( IEA/P ジュールの価 te Council of つ あ る 。 イ 比 率 は 6% ろ う 。 系 統 連 の smart int 定 化 の た め に PVPS Trend 価格低減の状 f Australia Lt タ リ ア 、 ギ を 超 え て い 連 携 は 、 電 egrationが に も 、 バ ッ ds 2015) 状況 td 2015) ギ リ シ ャ 、 い る 。今 後 、 電 圧 や 周 波 数 が 必 要 で あ る ッ テ リ の 重 要 ド イ ツ な ど 、集 中 発 電 数 変 動 を も る 。一 解 決 要 性 が 増 し
て い る 。 図 1 低 減 が は + バ ッ テ れ た 。 バ PVシ ス テ 図 (H ( 2 )T ナ リ 講 演 を 行 い 、 る 。 。 系 統 に 頼 7 に は 、 Li は か ら れ 、 テ リ シ ス テ バ ッ テ リ 容 テ ム サ イ ズ 図18.
P
H. Vollenweid T. Minderho 演 を 行 っ た 、89 の プ ロ 図 1 8 頼 ら ず 、 自 己 iイ オ ン 電 池 PV+バ ッ テ テ ム の 性 能 評 容 量 、 利 用 比 ズ 、 使 用 す るPVシステム
der, Grid Inteound( UNS た 。UNStudio ロ ジ ェ ク ト に 8 .デ ザ イ ン 己 消 費 の シ 池 と PVモ ジ リ シ ス テ ム 評 価 手 法 、 比 率 と 経 済 る バ ッ テ リ
サイズ、使
egration of PV EE Studio) は 、 o は 、1988 年 に 参 画 し た ン の 例 ( N. 19 ス テ ム の 方 ュ ー ル の 価 ム も 、グ リ ッ 試 験 法 、 シ 的 メ リ ッ ト 容 量 と 自 己使用するバ
V Systems an EH-PSL 1413 “ Aesthet 年 に 設 立 さ た 。現 在 、93 Taylor、 33 方 向 が 進 む 価 格 低 減 の 状 ッ ド パ リ テ シ ミ ュ レ ー シ ト も 述 べ ら れ 己 消 費 率 と のバッテリ容量
nd Local Stor , 2014)tics and Per れ 、約 200 3 プ ロ ジ ェ 3rd EU-PVSE と 考 え ら れ 状 況 を 示 す ィ を 実 現 で シ ョ ン 法 、 れ た 。 一 例 の 関 係 を 示
量と自己消
rage in Distri formance of 名 位 で 、co ク ト が 進 行 EC の ハ イ ラ れ る 。 す 。 今 後 、 両 で き る と し て 電 力 損 失 等 例 と し て 、 図 示 す 。消費率との
ibution Netw f” と 題 し て olor architec 行 中 で あ る と ラ イ ト ) 両 者 の 価 格 て い る 。PV 等 が 言 及 さ 図 1 8 に 、関係
works”, て 、 プ レ ー cture design と の 事 で あ V n20
図 1 9 . HANWHA 本 社 ビ ル ( UNStudio 社 の ホ ー ム ペ ー ジ よ り )
Industrial grade PV か ら 、 integrated PV design に 進 み 、 PV power station や BIPV が そ の 成 果 例 で あ り 、 図 1 8 に 示 す よ う な 、 魅 力 的 な デ ザ イ ン の 例 、 図 1 9 の HANWHA 本 社 ビ ル デ ィ ン グ な ど が 紹 介 さ れ た
( 3 )G. Makrides ら( Univ. Cyprus)は 、“ PV Production Forecasting Model Based on Artificial Neural Network (ANN)”と 題 し て 、プ レ - ナ リ 講 演 を 行 っ た 。系 統 連 携 PV シ ス テ ム の 増 加 は 、 発 生 電 力 の 制 度 良 い 予 測 を 求 め て い る 。 既 存 の 電 力 シ ス テ ム に お い て も 、 本 技 術 の 最 適 イ ン テ グ レ ー シ ョ ン が 必 要 で あ り 、系 統 お よ び プ ラ ン ト の 管 理 者 に も 重 要 で あ る 。 本 研 究 は 、 入 力 パ ラ メ ー タ 、 ト レ ー ニ ン グ 期 間 や 隠 れ た 階 層 の 数 に 従 っ て 最 適 さ れ た 人 工 的 な ニ ュ ー ラ ル ・ ネ ッ ト ワ ー ク (ANN) を ベ ー ス に 開 発 さ れ た ノ ン パ ラ メ ト リ ッ ク モ デ ル を 用 い て 、 種 々 の 技 術 に よ る 系 統 連 携 PV シ ス テ ム の DC 出 力 の 予 測 の 方 法 論 を 提 案 す る こ と で あ る 。 我 々 の ゴ ー ル は 、 入 力 パ ラ メ ー タ と 構 成 に 基 づ い た 最 適 ネ ッ ト ワ ー ク を 特 定 す る こ と に よ っ て 、用 い て い る マ シ ー ン・ラ ー ニ ン グ モ デ ル の 精 度 向 上 に あ る 。本 研 究 は 、PV 発 生 電 力 予 測 の た め 、数 値 的 気 象 予 測( NWP)を も と に 動 作 す る マ シ ー ン・ラ ー ニ ン グ ア ル ゴ リ ズ ム の 精 度 向 上 に 焦 点 を 合 わ せ て い る ( ト レ ー ニ ン グ や テ ス ト と し て 、 過 去 の デ ー タ で 、実 行 さ れ る )。従 っ て 、本 研 究 は 、PV 発 生 電 力 予 測 に お け る NWP に 起 因 す る 誤 差 を 考 察 す る の も で は な い 。単 結 晶 Si PV の 系 統 連 携 シ ス テ ム に 関 す る 最 初 の マ シ ー ン ・ ラ ー ニ ン グ 結 果 が 、 晴 天 時 に 測 定 さ れ た 一 連 の DC 出 力 デ ー タ に 比 べ て 、 平 均 二 乗 誤 差 の 平 均 値 ( RMSE) が 1% 以 下 で あ る こ と を 示 し て い る 。
( 4 ) A Approac 経 済 的 性 界 的 に ニ タ リ 膨 大 な 物 有 効 性 、 を 制 限 の 障 害 検 出 の 両 最 近 浮 上 に 焦 点 を 図 2 0 に い る 。
4.8
( 1 ) L と 題 し て 告 さ れ た ト は 、 1 性 は 増 全 電 力 4 向 上 が 必 A. Betli ら ch”と 題 し て 性 能 を 保 つ も 、PV 性 能 ン グ シ ス テ 物 理 的 変 数 、 特 に 、 信 し て い る 。 と な っ て い 両 方 に 非 常 上 し て い る を 合 わ せ て に 示 す よ う市場、ビ
L. Benedet て 、 プ レ ー た 。 2016年 10kW以 下 の し て い る 。 48~ 50% に 必 要 で あ る ( i-EM) は て 、プ リ ー ナ つ た め に も 、 能 評 価 を 通 テ ム が 設 置 さ 数 の 収 集 や イ 信 頼 性 の 劣 る メ ン テ ナ ン い る 。 設 置 コ 常 に 有 望 な ア る 。 し か し 、 て い る ケ ー ス に 、 本 会 議 図 ( N.ビジネス、
ti( GSE) ー ナ リ 講 演 を 年 、 イ タ リ ア の 住 宅 用 で 、 2030年 に は に な ろ う 。 既 る と ま と め た は 、 “ Predic ナ リ 講 演 を メ ン テ ナ し て 不 具 合 さ れ て い る イ ン タ ー ネ る 通 信 イ ン ン ス 戦 略 に コ ス ト や モ ア プ ロ ー チ 一 方 、 文 ス も あ る が 議 の ハ イ ラ 2 0 . ビ ッ Taylor、 33政策等:
は 、 ” PV m を 行 っ た 。 ア の PV累 積 1.55ユ ー は 、PVが 50G 既 存 の PVプ た 。 21 ctive Mainte を 行 っ た 。長 ン ス 戦 略 策 合 の 原 因 と な 。 し か し な ッ ト 接 続 の フ ラ ス ト ラ お け る 予 測 デ ル の 複 雑 と し て 、デ 献 に よ る と 、 PV プ ラ イ ト で も 、 ッ ッ グ デ ー 3rd EU-PVSE market, Bus イ タ リ ア の 導 入 量 は 、 ロ /W、 産 業 GW、水 力 38G ラ ン ト の 最 enance in Ph 長 年 に わ た り 策 定 が 重 要 な る 種 々 の な が ら 、 一 般 の 必 要 性 が 、 ラ ク チ ャ で 測 コ ン ポ ー ネ 雑 さ を 低 減 デ ー タ マ イ と 、 風 力 発 電 ン ト で の 研 ビ ッ グ デ ー タ 処 理 の 重 EC の ハ イ ラ siness and の PVを 含 む 再 19.3GWで あ 業 用 で 1.32ユ GW、風 力 17 最 適 化 や 経 済 hotovoltaic り 、PV プ ラ と な っ て き 要 因 を 検 出 般 的 に 、 高 、 解 析 モ ニ リ モ ー ト モ ネ ン ト の 欠 さ せ る た め イ ニ ン グ に 基 電 プ ラ ン ト 研 究 は 、 ま だ ー タ 処 理 の 重 要 性 ラ イ ト ) Price Deve 再 生 可 能 エ あ る 。 2016 ユ ー ロ /Wで GWで 、再 生 済 性 に 加 え Plants with ラ ン ト の 高 い き て い る 。 そ 出 す る た め 高 カ ス タ マ イ ニ タ リ ン グ シ モ ニ タ リ ン グ 欠 如 も コ ス め 、 障 害 の 予 基 づ く 統 計 ト に お け る 装 だ 、 初 歩 段 の 重 要 性 が 指 elopments エ ネ ル ギ ー の 6年 の PVシ ス で あ る 。 蓄 電 生 可 能 エ ネ ル え て 、 PV市 場 h a Big Data い 技 術 的 、 そ れ 故 、 世 に 、解 析 モ イ ズ 費 用 、 シ ス テ ム の グ の 有 効 性 ト の 最 小 化 予 測 と 早 期 計 的 手 法 が 、 装 置 レ ベ ル 段 階 に あ る 。 指 摘 さ れ て in Italy” の 状 況 が 報 ス テ ム コ ス 電 池 の 必 要 ル ギ ー は 、 場 の 価 値 の a( 2 ) S と 題 し て と な っ て ダ 州 11. ル ニ ア 州 性 能 化 や ( 3 )G for New に 、 5kw 下 の 電 力 Allianc ル 市 場 coordin が 手 を 上 ISAプ ロ プ ロ モ ー country レ ベ ル の 5 . 感 展 示 が よ り も 少 を 含 め S. Kurtz( て 、 プ レ ー て い る 。PV .4% 、 ハ ワ 州 な ど 、 バ や 長 寿 命 化 G.C. Werlin w Global S wh/m2・ day 力 需 要 の 多 ceプ ロ グ ラ の 創 製 を 狙 nationを 検 上 げ て い る ロ グ ラ ム へ の ー ト プ ロ グ yと 需 要 国 と の 会 議 を 予 図 想 : が 、 欧 州 市 少 し 増 え た る と 、 2,51 NREL) は 、 ー ナ リ 講 演 を Vは 、米 国 の ワ イ 州 10% な バ ッ テ リ 技 術 化 に 加 え 、 革 ngs( ISA) Solar Mark y以 上 の 日 射 多 い ゾ ー ン が ラ ム が 紹 介 さ 狙 い と し て 検 討 中 で 、供 る 。さ ら に 、 の 参 画 、 実 グ ラ ム の 明 確 と の 連 携 の 予 定 し て い る 図 2 1 . 世 市 場 の 冷 え 込 た 印 象 で 、本 16名 と の 事 D. Feldma を 行 っ た 。 の 全 電 力 の 1 な ど 、 7州 で 術 が 必 要 と 革 新 的 技 術 は 、” The kets” と 題 射 量 の 多 い が あ り 、 需 さ れ た 。 上 て い る 。 30 供 給 者 と し 需 要 側 を 含 実 働 、 貢 献 を 確 化 、② ISA coordinat る 。 詳 細 は 世 界 の 日 射 量 込 み を 反 映 本 会 議 参 加 者 事 で あ っ た 。 22 an( NREL) 米 国 の PV市 1.4% に 過 ぎ で 、 6.3% 以 な っ て い る 、 用 途 開 発 Internati し て 、 プ レ 、 PV供 給 可 要 と 供 給 の 記 供 給 と 需 0 兆 米 国 ド て 、イ ン ド 含 め て 、54カ を 明 確 に す Aプ ロ グ ラ ム ion action 、www.iso 量 分 布 (ww し て 、 出 展 者 は 、1,86 に 代 わ り 、 市 場 は 、 20 ぎ な い が 、 以 上 の 導 入 が る 。 今 後 、 市 発 が 、 重 要 で ional Solar レ ー ナ リ 講 演 可 能 な ゾ ー の 不 整 合 が あ 需 要 の 整 合 ド ル の 市 場 が ド 、ブ ラ ジ ル カ 国 に な り る こ と で あ ム の 有 用 性 nの 進 展 、で larallianc w.isolaral 展 企 業 数 が 減 64名 、展 示 関 ” New Bus 010年 の 1GW カ リ フ ォ ル が 進 ん で い 市 場 拡 大 に で あ る と ま r Alliance 演 を 行 っ た ン と 、 日 射 あ る 。 The を 狙 い と し が 見 込 ま れ ル 、ア フ リ カ そ う で あ る あ る 。 次 の ス 、貢 献 度 の で あ る 。201 ce.orgで 、 lliance.or 減 少 し て い 関 係 者 や サ iness Mode Wか ら 2016年 ル ニ ア 州 15. い る 。 一 方 、 に 向 け 、 価 格 ま と め た 。 – Creatin た 。 図 2 1 に 射 量 3.5kwh/ Internatio し て 、 新 た な れ る 。 Coop カ 9カ 国 な る 。第 一 ス テ ス テ ッ プ は visibilit 7年 12月 9日 参 照 さ れ た rg) い る 。 参 加 者 サ イ ド イ ベ ン els in PV” 年 の 1 5 GW 3% 、ネ バ カ リ フ ォ 格 低 減 、 高 g Momentum に 示 す よ う /m2・ day以 onal solar な グ ロ ー バ peration と ど 、17カ 国 テ ッ プ は 、 は 、 ① ISAの y、③ sunny 日 に 、state た い 。 者 は 、 前 回 ン ト 参 加 者 W m r y
23 今 後 10年 も 結 晶 Si系 が 主 流 で あ り 続 け る こ と が 期 待 さ れ る 。勿 論 、そ の た め に も 、研 究 開 発 の 一 層 の 強 化 が 重 要 な ポ イ ン ト の 一 つ で あ る と 言 え よ う 。 結 晶 Si太 陽 電 池 セ ッ シ ョ ン で は 、 欧 米 か ら の 研 究 成 果 発 表 が 盛 ん だ が 、 日 本 企 業 か ら の 参 加 は 少 な く 、 今 後 の 危 惧 を 感 じ る 。 ま た 、 欧 州 で 産 学 連 携 が 進 ん で い る 。 わ が 国 で も 、 NEDOプ ロ ジ ェ ク ト で 、 結 晶 Si 太 陽 電 池 の 研 究 開 発 の コ ン ソ シ ア ム が 進 展 し て 、 優 位 な 成 果 が 出 つ つ あ る 。 今 後 も 、 NEDO プ ロ ジ ェ ク ト 等 で の 発 展 を 期 待 す る し 、 結 晶 Si太 陽 電 池 を 含 む 太 陽 光 発 電 の 研 究 開 発 者 人 口 を 増 や し 、 さ ら に レ ベ ル を 上 げ る こ と が 必 要 で あ る 。 わ が 国 に は 、 太 陽 光 発 電 に 関 し 、 他 国 が 真 似 を で き な い 高 度 な 研 究 開 発 を 行 う こ と が 求 め ら れ て い る 。 も う 一 度 、 世 界 一 の 生 産 量 と 市 場 の 創 製 の 実 現 を し た い も の で あ る 。 し か し 、今 後 の 太 陽 光 発 電 の 発 展 や 市 場 拡 大 の た め に は 、ま だ ま だ 、国 の 支 援 が 必 要 と 言 え る 。 太 陽 電 池 や 太 陽 光 発 電 の 高 性 能 化 、 低 コ ス ト 化 、 長 寿 命 化 の 流 れ に あ り 、 技 術 開 発 の さ ら な る 強 化 と 産 学 連 携 が 必 要 で あ る 。 幸 い 、 日 本 は 、 各 分 野 で 世 界 最 高 の 技 術 力 を 有 し て い る と 言 え る 。固 定 電 力 買 い 取 り 制 度 の 後 の 展 開 も 重 要 で あ り 、smart gridや self- consumptionが 重 要 で あ り 、バ ッ テ リ 等 の 貯 蔵 技 術 と の ハ イ ブ リ ッ ド 化 が 必 要 で あ ろ う 。ま た 、 技 術 開 発 が 、 太 陽 電 池 モ ジ ュ ー ル お よ び シ ス テ ム の 低 コ ス ト 化 に も 有 効 で あ り 、 オ ー ル ジ ャ パ ン で 連 携 し て 、 総 合 力 で 、 直 近 の 壁 を 打 破 す る 必 要 が あ ろ う 。 自 動 車 応 用 や 農 業 利 用 も 期 待 し た い 。 こ の た め に も 、 車 載 の プ ロ ジ ェ ク ト や 国 際 共 同 研 究 の 離 陸 も 期 待 し た い 。 次 回 の 34th EU-PVSECは 、45th IEEE PVSCと PVSEC-28の 合 同 で 、2018年 6月 10日 ~ 15日 、 ハ ワ イ 島 で 、 WCPEC-7と し て 、 開 催 予 定 で あ る 。 来 年 は 、 35th EU-PVSECも 開 催 す る と の 事 で 、 2018年 9 月 に 、 ベ ル ギ ー の ブ リ ュ ッ セ ル で 開 催 予 定 で あ る 。 日 程 は 、 調 整 中 で 、 日 程 確 定 は 、 2 週 間 後 に な る と の 事 で あ る 。ま た 、 PVSEC-27は 、2017年 11月 19日 ~ 24日 、大 津 で 、 開 催 予 定 で あ る 。 ( 以 上 )