太陽電池の種類と特徴比較

太陽光発電システムのメイン部品といえば光をあてることで発電する太陽電池(モジュール・パネル)の部分です。ただ、太陽電池といっても現在では様々な種類の太陽電池が開発されており、それぞれで特徴が異なります。ここでは代表的な太陽電池の種類と特徴を比較していきます。

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太陽電池の種類について

太陽電池というのは、太陽などの光エネルギーを電気エネルギーに変換する電源装置のことです。そのため、一つの方式による電源装置ではなく、様々な種類があります。

中でも、実用化され太陽光発電システムとして家庭用に販売されているものとしてはシリコンを利用したものが圧倒的です。また、シリコンを用いたものでも、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコンなどのように様々な種類があります。

太陽電池
シリコン系太陽電池
結晶系 単結晶シリコン
多結晶シリコン
アモルファスシリコン
化合物系太陽電池
単結晶 (GaAs系)
多結晶 (CdS、CdTe、CulnSe2など)

ただし、2010年現在で、一般家庭用の太陽光発電システムとして利用されているのはシリコン系太陽電池となっています。ただし、化合物系太陽電池についても研究が進められており、将来的には家庭用・地上用に実用化される可能性もあります。

単結晶シリコン太陽電池

太陽電池の中では最も古くから利用されているタイプの太陽電池です。太陽光を電気に変換する変換効率は高めですが、その分多くのシリコン結晶を使用することになるのでどうしても製造コストが高くなるというデメリットがあります。

多結晶シリコン太陽電池

結晶の粒が小さなシリコンを使った太陽電池です。単結晶シリコン太陽電池と比較して面積あたりの発電効率は落ちますが、その分価格が安いという特徴があります。また、製造にかかるエネルギー量も少なくて済むため、近年製造量が増加しています。

アモルファスシリコン太陽電池

薄膜シリコン太陽電池の一種。アモルファスシリコンを利用した太陽電池で高温時でも出力が可能で、非常に薄く作れるというメリットがあります。従来は室内用電卓などに利用されていましたが、近年では屋外用太陽電池としても改良・実用化されています。

HIT太陽電池

三洋電機やパナソニックが採用している単結晶シリコン太陽電池とアモルファスシリコン太陽電池を組み合わせたハイブリッドタイプの太陽電池です。現状単価は最も高いですが、発電効率も最も高いため、屋根が狭い住宅などに向いています。

CIS・CIGS系太陽電池

ソーラーフロンティアやホンダソルテックなどが採用している新型の太陽電池。非シリコン系であり、量産化にも適している。化合物系であり、低コスト品から高性能品にまで幅広く対応できるのが特徴です。

 

どのタイプの太陽電池が向いているの?

いろいろなタイプの太陽電池があるのはわかったけど、どの太陽電池が向いているの?おすすめなの?という声をよく聞きます。

比較すべきポイントは「発電効率」と「出力あたりの価格」の二つです。

・発電効率
1平方メートルの太陽電池でどれだけ電気を作ることができるというもの。面積あたりの発電力とも。発電効率が高いものほど、より多くの電気を作ることができます。できるだけ多く発電したい場合(発電量を最大化したい場合)、発電効率の高い太陽電池がおすすめです。

・出力あたりの価格
1Wの発電能力に対する太陽電池の本体価格です。 出力あたりの価格が安い太陽電池ほど、同じ出力(システム量・発電能力)を得たい場合、出力あたりの価格が安いものほど太陽光発電システムの導入費用が安くなります。

この発電効率と出力あたりの価格については、それぞれの太陽電池で負の相関関係があります。つまり、発電効率を重視する場合には出力あたりの価格は高くなってしまい、出力あたりの価格を重視すると発電効率は低下してしまうのです。

そのため、屋根の面積や方角、必要な出力などに応じて、どのシステムを採用するべきなのかを統合的に考える必要があります。

屋根の形状や方角と発電量については「屋根の方向と勾配・形状」で解説しています。

 

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