天気:雨
本日の屋根太陽光発電量 :13.85kWh
場所:埼玉県
パネル:ソーラーフロンティア、実質4.3kW
パネル1kWあたりの発電量:3.22kWh
今日は意外に天気が良かった。
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さて、今日は薄膜太陽電池の集積構造について。。
アモルファス太陽電池にせよCIS太陽電池にせよ、ガラス板に直接に導電膜や半導体膜を製膜して作ります。
製法は技術的には真空蒸着と言われる方法の一種。ちょっと技術的すぎるのでこれについてはこれ以上触れません。
で、半導体膜で発電し、それを挟んでいる導電膜で電流を取り出します。
導電膜のうち一つは裏側で金属膜が使われていますが、もう一つは表側で透明で導電性のある特殊な材料が使われます。
表側は透明にして光を取り入れないと、太陽電池になりませんから。
透明と言ってもそれほど透明でなく、導電膜と言っても金属ほど電気を良く通せるわけではありません。
透明導電膜を薄くして透明性を持たせますが、そうすると電気抵抗が大きくなるので、
-あまり電流を大きくしないこと
-あまり電流を長く走らせないこと
で抵抗による電圧ロスを小さくします。
このため、細長いセルを並べて作り、電流は細いほうに流して隣のセルにつながります。
片方のセルの裏側の電極が隣のセルの表側のセルにつながるようにしてあれば、全体で直列接続になります。(例によって図をサボりました、すみません)
ガラス板上で細長いセルをいっぱい作り、しかもそれらが直列に接続された形にするのは結構面倒ですが、これを薄膜太陽電池ではレーザーで行っています。
アモルファスやCISの太陽電池をよくよく見ると、細い線で細長く区切られているのが判ると思います。
これが一つのセルで、それらが隣と直列に接続されています。
これを集積型と呼んでいます。
アモルファスでも電卓の太陽電池はそこまで細かい細工はしていません。はっきり言って、電卓はほとんど電気を食わないので、適当に作っています。
これでお判りのように、薄膜型はほとんどタブを使っていません。
最後に電極を取り出す時に少し使う程度です。
従って、タブに伴うトラブルはまず発生しないものと思います。
また、薄膜ですから結晶のようなマイクロクラックはありませんが、膜質そのものは結晶より不安定でしょう。
アモルファスの場合は光劣化の問題があります。
CISは光照射で効率が上がりますが、長期にどれほど安定化はまだ十分には確認されていません。
結晶系と同様、薄膜系も長期の信頼性については常にリスクが伴うことになります。
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