まずタイトルにもあるようにバックコンタクトやPERCパネルは劣化の事実があったのですね。逆に普通の単結晶や多結晶Si太陽電池はほとんど劣化が見られなかったようです。

バックコンタクトについては、山梨県の北杜サイト太陽光発電所を見学した時、バックコンタクト太陽電池だけホットスポットが出まくっているのを発見しましたので、怪しいなと思っていましたが、九州でも劣化が確認されていたわけです。一方、PERCも高効率太陽電池として注目を浴びていますが、この電池に劣化が観測されたということは気になりますね。

バックコンタクトの劣化はPID（電界誘起劣化）として観測され、PERCの劣化はLID（光誘起劣化）として観測されたようですが、まぁこの辺りは細かい話なのでよいとして・・・、太陽電池にこのように劣化があると心配になります。

ただ、バックコンタクトのパネルは北杜サイトではホットスポット出まくりでしたが、最近のパネル（FIT以降）をIRカメラ検査してもほとんど見られません（少なくとも私は見たことがありません）ので、たぶん改良されていると思っています。PERCについては残念ながらよく判りません。やはり劣化が無いか、出力状態をよくモニタリングしておく方が良いでしょう。

モニタリングする際、この報告に示されている1年間の発電量比較（下図）が参考になります。年間の発電量（左のグラフ、年発電量/1kW）は1100～1200kWh/kWぐらいですかね。まず絶対値でこのデータが参考になります。更に右側のグラフ（規格化年発電量）はこの年発電量を各太陽電池／結晶シリコンで示したもので、このグラフは単結晶がほとんど劣化しないと見做し、他の電池の劣化状況を示したものと考えられ、より参考になります。

これを見ると多結晶もほとんど劣化していませんね。他の電池は5年で数%劣化している様子が良く判ります。劣化のモニタリングはこれぐらいの精度で良いのではないでしょうか。ただ、この比較をするには、基準となる結晶シリコン太陽電池のデータが必要になりますが、それさえ確保すれば劣化は発見することができそうです。

太陽光発電所を運営している者にとって劣化は結構気になる問題です。九州産総研の報告は今後も参考になりそうなので注目していきたいと思います。

ホットスポットのセルは100度近くに加熱していました。２年前の写真が下図です。

焼けて茶色く変色していますね。焦げたのかな？　同じセルの今年の写真が下図です。

同じように見えますが、今年は上のインターコネクタのところのガラスが少しはがれてしまっています。今年のIR像を記録忘れましたが、現地で見たところ温度は80℃強でした。2年前より天気は良かったのですが、温度は少し低めでした。劣化が進んで電流が流れにくくなっているのか、ちょっと理由は判りません。これぐらいの温度なら発火することも無いでしょうが、安全とは言い切れないですね。管理者の言うところでは、「このモジュールには最初からクラックがあったのをそのまま放置して様子を見ているとこのようになった」とのことで、慎重に状況を注視しているようです。

次に少しマイルドなホットスポット。サーモ画像が下図です。

あちこちにいっぱいホットスポットが見えますね。これらのセルは他のセルより10℃ほど温度が高いようです。発電していないだけなら温度上昇は3-4℃なので、これらは他のセルでの発電分も少し消費していると思われます。恐らく電流が少なくて逆バイアスがかかって電力消費しているのでしょう。写真からお分かりの人もいるかもしれませんが、この太陽電池はバックコンタクトです。バックコンタクトは裏面の電極が複雑になりますので、一部が接触不良で電流が少なくなった可能性があります。それにしてもいっぱいありますね。まぁ、バックコンタクトのメーカーはアメリカで一流の太陽電池会社ですから、今ではこのようなモジュールは無いだろうと希望的観測しています。

ホットスポットについてはこれぐらいにし、次回はスネイルトレイルについて報告します。

ヘテロ接合と言えばあのサンヨー、今はパナソニックが30年近く前に開発したHITの技術ですね。バックコンタクトはもっと前に開発されていたと思いますが、今ではアメリカのサンパワーが製品に使っている技術。この二つの組み合わせた太陽電池の開発には本家のパナソニックも取り組んでいますが、変換効率ではカネカが少し先行しているようです。

バックコンタクトは構造の技術なので、ある程度の技術力があれば導入できそうですが、ヘテロ接合はキーとなるアモルファス層に製造ノウハウが必要そうに思えます。カネカはサンヨーと同じく、サンシャインの時からアモルファス太陽電池の研究に取り組んでいました。従って、アモルファスの技術をいろいろ蓄積しているので、パナソニックに先行して効率達成することができたのでしょう。

しかし、これまでずっとカネカｎ対して感じていたのですが、カネカってどこまでやる気があるのか良く判りません。上記の技術も基本的には他社が開発し既知になっていますので特別なものではありません。二つの技術を組み合わせるところにノウハウがあるのでしょうが、それを独自技術として他社に勝てるのでしょうかね。また、太陽電池ビジネスについても中途半端で、本気で取り組むのかどうか良く判りません。

経営層が迷っているのか、現場が迷っているのか、不可解な会社に感じます。

なんでも半導体の表面にレーザー光パルスを照射するとテラヘルツ波という波が発生し、それを解析すると半導体表面の電場状況が判るということです？？？。テラヘルツ波と言うのは光なのか電波なのか良く判りません（多分、光だろう）。照射するレーザー光はフェムト秒レベルの極超短時間なので、それによって起こる半導体内部のダイナミックな変化がテラヘルツ波に反映されるようです？？？。

ついでに表面をコロナ放電で帯電させておくと、いろいろ異なる条件を作ることができるので、それぞれのレーザーテラヘルツ波を測定することで表面電場の解析が行えるようです？？？。非接触、非破壊で実験できるところがミソですかね。

半導体分野では表面や界面が動作に影響を与えるとよく言われてきました。ただ実験で確かめるのが難しく、想像で考えていることが多かったように思います。それがこの方法で実験的に評価できるようになると技術向上に貢献できる可能性は大です。

素晴らしい！？〇△？□！・・・、が、まぁ、研究員でなければあまり細かいところまで理解しなくても良いとは思います。

ちょっと気になるのは、実験に使われている太陽電池は表面に絶縁体がある構造となっている点です。これだと対象がPERCやバックコンタクトの太陽電池に限られるような気がします。日本でPERCやっているところあったかなぁ・・・。HITには使いにくそうですしね。HITでもバックコンタクト構造が考えられていますから、その時に使えるぐらいかな。

この研究陣は産総研、大阪大学など日本を代表する研究機関ですから、日本の会社の役に立つような技術を開発して欲しいと思うのですが、私の考え方、日本ファーストなのでしょうか？

ところが最新の高効率太陽電池ではこれまで想定していなかった劣化が見られているようで、少し状況が違うようです。PVTEC（太陽光発電技術研究組合）の2016年11月号にその解説記事が載っていました。

高効率太陽電池としてPERC、SHJ（Silicon Hetero Junction、つまりHITのこと）、バックコンタクトが取り上げられています。私の理解が正しいかどうかわかりませんが、下記のようなことが書いてあると思います。

まず、PERCは最近多くの太陽電池メーカーで導入されつつありますが、太陽電池の裏面コンタクトでの電流ロスを抑えるため、裏面を絶縁膜で保護し電流はポイントコンタクトにしているところに特徴があります。このため、セル内の電流経路が長くなり、セル内の僅かな劣化にも影響を受けやすくなるようです。セル内では従来から材質に光劣化が起こると言われていて、PERCではその影響を従来の太陽電池より大きく受けてしまうようです。残念ながらどの程度劣化するかはこの解説記事には書いてありませんでした。

次に、SHJの劣化はパナソニックのHITの話なので興味津々ですが、この解説記事によるとSHJのアモルファスシリコン層が劣化しやすく、特にガラスからのNaイオンが移動してきてアモルファス層に侵入した時に劣化現象が見られるようです。PIDによく似た現象ですね。アモルファスが敏感なため、高電圧に因らない僅かなNaの侵入に対しても劣化するようです。残念ながらこの劣化についてもどの程度劣化するかと言う記述はありませんでした。

バックコンタクトでは従来から言われているPID現象が強く発現するようです。特にバックコンタクトの場合はpn接合部分を表面に晒す構造となっているためPID劣化が出やすくなったようです。

全体的に言えることは、「高効率になった分、劣化しやすくなっている」ということでしょうか。劣化しても20年後に普通の太陽電池程度になるのなら良いのですが、どの程度劣化するのかはまだ良く判らないようです。今のところ、PERCやHITの劣化が大きいなどと言う話は聞かないので、それほどではないことを期待していますが・・・。

普通、パネルにした場合、セルのバラツキや無効面積の影響で、モジュール（パネル）の効率はセルの9割強ぐらいになります。この場合も9割強ぐらいになっているところを見ると、安定してセルを生産できていることがわかります。

さて、ここで使われている技術はヘテロ接合とバックコンタクトですが、これらはいずれもカネカの技術ではありません。バックコンタクトはもう特許が切れているのかもしれませんが、ヘテロ接合はまだ特許は切れていないようです。カネカがどうするつもりなのか気になるところですが、特許が切れるのを待つのか、派生技術を押えて技術の交換に持ち込むのではないかと思います。

カネカはサンシャインの時から太陽電池技術開発に取り組んでいて、その結果、アモルファスのタンデム（積層）技術を蓄積してきました。いまでもアモルファスのタンデム太陽電池を生産していると思いますが、多分カネカはアモルファスタンデムの今後は苦しいと見ているのでしょう。それで、ヘテロ接合/バックコンタクトに何とか乗り換えたいのでは、と想像しています。まぁ、私の想像ですが・・・。

さて、記事にはモジュールの写真があります。写真の小さい長方形が一つのセルで、数えると108個あります。記事でも108個のセルを用いたと書いてあります。これはバクコンタクトなのでインターコネクタはありません。写真では見間違えそうですね。

カネカが太陽電池の変換効率で世界最高の26.33%を達成しました（NEDO:結晶シリコン太陽電池で世界最高変換効率26.33%）。太陽電池の変換効率については世界中のメーカーや研究所が競争している中で、まずは歓迎すべき話ですね。

世界最高を達成した太陽電池はヘテロ接合とバックコンタクトを組み合わせたものです。ヘテロ接合はサンヨー（パナソニック）が開発したHITの技術で日本独自のものです。バックコンタクトは日本の技術ではありませんが、昨日書きました「新聞紙より薄い太陽電池」でも使われていましたように、世界に普及しつつある技術です。

世界最高を達成したカネカは1980年代のサンシャインの時からアモルファス太陽電池の技術開発に参加し技術を蓄積していました。ここで使われているヘテロ接合とは、結晶シリコンとアモルファスシリコンという異種（ヘテロ）の層を重ねる（接合）技術ですが、アモルファスは微妙な材料で、簡単にはコピーできないノウハウが必要なところがあります。カネカではこれまでの蓄積があったので、今回の成果につながったと思います。もちろん本家のパナソニックも同等の技術を持っているでしょうから、また逆転してくるかもしれません。

180cm²とほぼ実用サイズのセルでこの効率を達成していますので、モジュール化しても20%以上の変換効率を実現できるだろうと思います。もちろん、コストや歩留まりなど解決しなければならない問題が残っているのでしょうけれど、早くこのような高効率の太陽電池が世に出てきてほしいですね。

数日前に「紙より薄―い太陽電池、世界初？？？」というブログを書きました。詳細が良く判らず「世界初？？？」としましたが、少し詳しい内容が判りました（新聞紙より薄い太陽電池、インクジェット印刷で実現）。やはりインクジェット技術で作ったところが世界初だったようです。また、この記事を見て判ったのは、この太陽電池は「バックコンタクト」だったということです。

ここで「バックコンタクト」の説明ですが・・・ 普通の太陽電池では、光により半導体内で発生した電気を裏と表からプラスとマイナスに分離して取り出しています。このため半導体の裏と表にプラスとマイナスの電極を付けています。この時、裏側の電極はよいのですが、表側の電極は光を遮ってしまうためにできるだけ小さく作るように工夫されています。

「バックコンタクト」このプラス、マイナスの電極をどちらも裏側に付けて電気を取り出すという技術です。表側に電極が無い分、光をより多く利用できます。アメリカのサンパワーと言う会社が製品化していて、日本では東芝がこの太陽電池を採用しています。東芝の太陽電池を見ると表側に電極が無いすっきりした形であることに気がつくと思います。 ・・・「バックコンタクト」の説明終わり。

で、 「バクコンタクト」だと裏側の電極が細かい形になってしまうので、それをうまくインクジェットで描いたということか・・・。ただ、太陽電池として重要なのは発電する半導体部分。記事ではこの半導体はシリコンであるような表現なのですが・・・。

どうも50ミクロンほどの薄いシリコン基板を使って太陽電池を作るという既存の基本技術に対し、インクジェット技術を使ってうまく「バックコンタクト」を形成できるように改良した、というのが今回の技術開発のような気がします。

50ミクロン程度の薄い太陽電池を作ることはこれまでも行われてきましたが、薄くて割れやすいのが難点でした。そこを非接触の「インクジェット」技術で作りやすくし、更に複雑な「バックコンタクト」の電極形成も可能にした、ということでしょう。

なかなか技術開発のポイントが難解ですね。また、これが実用化まで至るかどうかは判りません。記事では「バックコンタクト」で20%ぐらいの変換効率が達成可能と見ていますが、そう簡単ではないだろうと思います。

いずれにせよ、これを日本が技術開発していることは歓迎すべきことです。独自技術を開発するには、それに伴って様々な関連技術開発必要で、その結果、技術が蓄積されていくという効果があります。太陽電池分野では引き続き技術開発に注力して、日本が世界をリードして行って欲しいなと思っています。

記事にも書かれていますが、「ヘテロ接合」も「バックコンタクト」も既存の技術で、それらを組み合わせても特に新規性は無いわけです。NEDOプロジェクトでは「量産技術」を開発することに新規性があり、研究テーマとして取り上げられたものだと思っていました。しかし、来年度にも量産って、それならNEDOで何を開発することになるのか疑問を持ってしまいます。

もっとも、私のブログの方で書きましたが、NEDOなどの国の研究開発プロジェクトでは、「お金を出すのだからそれに見合った成果を出すのが当然」のように要求されるところがあって、ある程度成功のめどが立ったテーマを申請することが良く行われています。シャープのNEDOプロジェクトもそんなところだろうとは思っていましたが、それにしてもよくこんな見え見えのことをするなぁ・・・。

経営危機でリストラ真っ最中のシャープ、研究部門などは真っ先にリストラの対象になりそうで組織防衛が大変だということは想像できます。そういう時に、国家研究を行っていることは組織防衛するのに良い理由になるとともに、人件費や経費が補助により軽減されるので、極めて有効な方法です。そのことは十分理解できますが、「ヘテロ接合」も「バックコンタクト」もシャープの技術ではありませんし、研究テーマが単に「量産技術」というのは貧弱だなぁと思っていました。それが、来年度から量産するということになると、研究テーマ自体が存在しているのかどうか、判りにくい状況ですね。

多分、既存の量産技術にプラスアルファーのような量産技術の開発をすることが研究テーマなのだろうと想像していますが・・・。

この際、なりふり構わずということでしょうか。

それぐらい開き直るのも良いかもしれません。

とにかく、来年度からの量産もNEDOプロジェクトもうまく行くことを願っています。

シャープといえば太陽電池では日本の老舗、最も古くからやっていた会社だと思います。しかし、昔のシャープには「その割にはあまり太陽電池に熱心ではないな」という印象がありました。シャープの事業内容から見て太陽電池は傍系とも言えるので、仕方がないのかなと思っていました。

それが、住宅用太陽光発電の導入策が始まって太陽電池の市場が拡大してきた頃から、様子が変わってきて熱心になってきた気がします。太陽光発電の市場がどんどん広がってくるとともにどんどんと強気になって、堺工場を作る頃には日本のトップに立っていました。しかし中国がのし上がってくると、その強気があだとなって今度は赤字を抱え込むようになりました。

難しいものですね。

が、取り組み姿勢が少しふらついているようにも見えます。

やっている人達は落ち着かなかったのではないか・・・、というような想像をしてしまいます。

さて、今回のプロジェクトを見てみます。

下の図がプロジェクトで目指している太陽電池の構造です。

あ

太陽電池に使われている技術はこれまでこのブログで説明してきたバックコンタクトとHITのヘテロ接合を合わせたものです。表面テクスチャーも取り入れられています。シャープはこれまで「ブラックソーラー」を作っていましたから、表面テクスチャーとバックコンタクトには自信がありそうです。ヘテロ接合のアモルファスSi製膜には少しノウハウが要りそうです。とにかくいろいろ思いつくことを取り込んだ太陽電池です。

個別の核技術は新しいものではありませんが、プロジェクトの目標は「量産技術」を開発することなので、それぞれの技術の効果を損ねることなく、しかも安価に量産できる技術を開発することになります。

かなり根性が要りそうですね・・・。NEDOのプロジェクトを実施する時は、たいてい実現の見通しがある時なのですが、これに実現の見通しがあるのかどうかわかりません。本当に量産技術が開発できれば、価値あるものとなるでしょう。

シャープは今回のリストラで技術者が大量に抜けたとも言われているようですが、太陽電池部門が傍系であった頃に比べれば、まだまだ人が揃っているのではと想像しています。今回の経営難はやはり経営力の弱さによる面が大きかったように思います。ここで何とか技術陣が頑張って凌いでいくことを期待しているのですが。