厚み半分で省資源、超薄型HIT太陽電池セルにて世界最高レベルの変換効率22.8％を達成｜ニュースリリース

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2009年09月18日

厚み半分で省資源、超薄型HIT太陽電池セルにて
世界最高レベルの変換効率22.8％を達成

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　三洋電機株式会社（以下、三洋電機）は、この度研究レベルのHIT太陽電池^※1において、今年5月に発表した実用サイズ（100㎠以上）世界最高効率23.0%に肉薄するセル変換効率22.8%を、従来の半分以下^※2のセル厚み98μmにて実現しました。
　HIT太陽電池など、結晶シリコン系太陽電池においては、発電層であるシリコンウェハの薄型化とエネルギー変換効率の両立が、太陽光発電システムの低コスト化にとって最も重要な課題です。
　一般に、省資源・低コスト化のためシリコンウエハを薄型化することは、光吸収量の減少などにつながり、変換効率が低下する要因になります。この度、高いエネルギー変換効率が特長のHIT太陽電池セルにおいて、培ってきた高効率化技術を踏襲しつつ、さらにセル薄型化において課題であった性能低下を大幅に抑制できる技術を開発しました。その結果、従来の高効率太陽電池の半分以下のセル厚み（98μm）の超薄型HIT太陽電池にて、世界最高レベル^※3の実用サイズ変換効率22.8%^※4を研究レベルにて達成しました。今後、今回開発に成功したHIT太陽電池セルの薄型化と高効率化を両立する技術の量産品への適用を鋭意進めるとともに、さらなる高効率化、低コスト化、省資源化を目指した技術開発に取り組みます。

※1: HITはHeterojunction with Intrinsic Thin layerの略。HIT太陽電池は、三洋電機が開発した独自構造の太陽電池セルで、結晶シリコン基板とアモルファスシリコン薄膜を用いて形成したハイブリッド型。高変換効率・温度特性等の優位性により、設置面積当たりの発電量世界No.1Ｎｏ．１を誇るものです。
※2: 世界最高効率のHIT太陽電池（厚さ＞200μｍ、23.0%）に対し、半分以下の98μｍ。
※3: 2009年9月18日現在、当社調べ。世界最高はHIT太陽電池の23.0％(09.5.22当社発表済み）。
※4: 産業技術総合研究所における評価結果

◆関連WEBサイト: 画像ダウンロｰドサイトはこちら・・・ http://jp.sanyo.com/news/press/download.html

◆高効率化とセル薄型化の両立を可能にした要素技術の概要

①高電圧接合技術
　HIT太陽電池構造の特長は、発電層である単結晶シリコン（以下c-Si）基板表面に高品質なアモルファスシリコン（以下a-Si）層を積層することにより、電気の素であるキャリア（電荷）^※5の再結合損失^※6を低減でき、高い開放電圧（Voc）^※7が得られることにあります。今回、デバイス設計時に電圧をより重視する構造を選択した結果、セルが薄くなった際にVocが大幅に上昇する条件を見出すことに成功し、従来の0.729Vから0.743Vへと大幅に高電圧化することができました。

➁光閉じ込め効果の改善
　HIT太陽電池では、セルの母材であるシリコンウェハが光を吸収し発電層として機能します。そのため、従来はセルを薄型化すると、発電層であるシリコンウエハも薄くなるため、光吸収量が減少し、短絡電流（Isc）^※8が低下しておりました。本課題に対して、Si表面の凹凸構造の改善と、a-Si層および透明導電膜層における光吸収損失低減技術の改善により、Siウェハへの光閉じ込め効果を向上させることに成功し、従来37.3mA/cm²（セル厚み85μm時の自社測定結果）であったIscを、セル厚み98μmの超薄型HIT太陽電池において38.8mA/cm²へと大幅に増加することができました。

※5: キャリア（電荷）とは、電子（マイナス）と正孔（プラス）の電気の粒のこと。電子がマイナスの電荷を持っているのに対し、正孔は、電子の抜けた抜け殻で、プラスの電荷を持つ
※6: 再結合損失とは、太陽電池内部で作り出した、プラスとマイナスの電気（=キャリア）が太陽電池内部で結合して消滅することにより、太陽電池から取り出せる電流が減少して、結果として太陽電池の出力が低下すること
※7: 開放電圧（Voc）とは太陽電池が作り出す最大の電圧
※8: 短絡電流（Isc）とは太陽電池から取り出せる最大の電流量
※9: 曲線因子（FF）とは、太陽電池の最大出力を（開放電圧×短絡電流）で割った値

◆HIT太陽電池セル特性

開放電圧（Voc）	0.743V
短絡電流（Isc）	3.896A（38.8mA/㎠）
曲線因子（FF）^※9	79.1%
セル変換効率	22.8%
セル面積	100.3㎠

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三洋電機株式会社　研究開発本部　アドバンストエナジー研究所　　担当:丸山
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