で、私は自宅屋根にも太陽光を設置しています。さすがに自宅屋根は低圧分割という訳には行きません。このため、できるだけ近くで太陽光発電している人のデータが貰って比較できないか探しましたが、うまく行きませんでした。しかし、少し距離は離れますが、同じ市内で所沢市が運営している太陽光発電所がデータを公開していますので、そこと比較しています。

このデータもほぼ5年分蓄積しています。まず毎日の発電量の比の経過を下図に示します。パネルは自宅がソーラーフロンティア、所沢市がシャープです。

昨日の低圧分割と異なって、相当にバラツキが大きいですね。数kW離れているだけですが、発電量比はこれぐらいバラつきます。これでは良く判りませんので、1か月間での発電量の平均の比を見てみました。下図です。

まぁ、発電量比はだいたい１を維持していると言って良いのではないでしょうか。これならパネルに大きな変化はなく、劣化もしていないと言って良いでしょう。たった5年ですからね。当然の結果です。

やはり、これも続けて10年、20年とデータは取っていくつもりです。

私の発電所は運用開始して5年経ちましたが、結論を先に言うと、おかしなことは起こっていません。もっとも、5年ぐらいで変になられては困るのですが、微妙な変化は見られます。少しデータを紹介します。

紹介するデータは野立ての発電所で、低圧分割しているものの一つを私が購入したものですが、他の分割発電のデータもオーナーのご厚意により貰っています。分割なので、設置条件はほとんど同じになり、比較が容易です。パネル出力60.5kW、パワコン出力49.5kWで、もちろん角度・向きは同じです。パネルはアップソーラーという中国の会社のものです。

この発電所は9区画に分割されていて、A～Fの区画に分けています。データは各区画の毎日の発電量をパネル1kWあたりで求め、その比を求め、それを5年間に亘ってプロットします。本来なら比はずっと1になる筈ですが微妙に異なります。

まず1例目。これはA区画対E区画。比は5年で僅かに波打っていますが、バラツキが2-3%ぐらいしかありません。

2例目はC区画対E区画。上記よりも少し波が大きくなっています。このように少し波打つものが一番多かったのですが、これはその代表例です。

3例目はD区画対E区画。バラツキは2-3%ありますが、波打ちはありませんね。きれいなデータです。

まず全体的にバラツキが2-3%ぐらいに収まっていて、劣化もほとんど見られません（2例目は少し劣化があるかなとも言えますが）。まずは一安心です。全区画の中で、A区画にはスネイルトレイルがかなり見られ、E区画が比較的安定的に作動しているかなという印象を持っています。スネイルトレイルの影響が気になって、いつもA区画対E区画を見ていますが、今のところ影響は無いと言えます。5年ではね。

ちょっと気になるのは、全体的に5年でバラツキが少し大きくなったかな、と私には見える点です。皆さんにはそう見えるでしょうか？　この調子で行くと10年目ぐらいには、もっとバラツキが大きくなって1割を超える変動が出てくるかもしれません。

まだまだずっとモニタリングしていかないとならないですね。

太陽光パネル製造は設備を導入するだけの「ターンキー生産（キーを回すだけで生産できること）」と言われ、最新の設備を大規模に導入した会社が有利と見られていました。そこに目を付けた中国の会社が、大資本を投入して設備を導入しました。記事では中国の最新の設備の状況が報告されています。

中国の目論見は当たり、今では世界の太陽光パネルメーカーのトップ10のうち8社を中国が占め、まさに世界を席巻している状況です。元々は日本が世界を席巻していたのですが、中国にうまくやられてしまいました。残念な現実ですね。

何とか巻き返したいところと言っても、記事にもあるように期待の新技術HITも既に基本特許期間が切れ、中国でコピーが始まっています。日本得意の技術で勝つのも難しいかと思いましたが、その後、記事に「一部の太陽光パネルは20年持たない可能性がある」という言葉があるのを見つけました。この言葉、暗に中国のパネルは20年持たない可能性があると言っているようなものですね。

いや、実は私もそういうことを感じていました。スネイルトレイルが中国のパネルで多発しているのを見て、これは何かあるかもしれないと思い、いろいろな発電所のデータをずっと追いかけ分析していたのですが、あまり変化が見られず、昨年あたりから分析はサボっていました（笑）。ただデータは追いかけていまして、なんとなく最近のデータはばらつきが多くなっているような気がしています。

また分析をしてみようかなぁ・・・。しかし、これ、結構面倒なので・・・、ちょっと覚悟して取り組まないといけないから・・・。

PERCというのはセルの裏面側の電流損失を減らすために保護膜で覆うのですが、全面を保護膜で覆うと電流が取り出せないので、細かい穴を無数に開けてそこから電流を取り出すという複雑な構造になっています。そういう無理な構造が原因になり劣化したのですかね。判りませんが・・・。

一方、HITの構造はシンプルですが、使っている膜がアモルファスSiと劣化がある材料なので心配はあります。ただ、今のところHITに劣化が多いという話はありません。

PERCとHITは同じ頃に（確か90年代）開発された技術で、PERCは欧州で、HITは日本で開発されました。この二つの技術は、いわば、ライバルのような関係ですが、世界ではPERCの方が主流で、HITは日本と中国の一部の会社が採用しているぐらいです。HITが劣勢なのが残念だなと思っていましたが、これでHITが巻き返してくれたら良いなと思います・・・、日本人ですからね。

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。

内容は少し専門的なところもありますが、私が関心を持ったのは薄膜太陽電池の劣化と新技術の(IBCとPERC)太陽電池の劣化の話です。

まず薄膜太陽電池についてですが、薄膜太陽電池にはアモルファスシリコン太陽電池とCIGS太陽電池の2種類があります。この内、アモルファス太陽電池はもともと光劣化があるということで有名で、やはり設置後徐々に劣化が進んでいるようです。これは順当な結果。一方のCIGS太陽電池は劣化が少ないというような噂もありますが、ここの試験ではシリコン太陽電池より少し劣化が大きかったようです。まだ判断するのは早計ですが、劣化が少ないとは言い切れないようですね。

新技術太陽電池では、IBC(裏面電極)太陽電池でPID(Potential Induced degradation:高電界により誘起される劣化)が見られたそうです。高電圧側のパネルで多く見られたのでPIDと判断したそうです。一方のPERC(保護裏面電極型)太陽電池ではLID(Light induced degradation:光誘起劣化)が見られたそうです。PIDは半年ほどで、LIDは暴露してすぐに劣化が見られたそうで、せっかくの新技術なのに劣化がそんなに早く見られるのは心配ですね。ただ、これらの劣化が新技術に由来しているものかどうかはまだ判りません。単に粗製濫造だっただけかもしれませんから・・・。

それにしても、ここ（メガソーラービジネス）にはなかなか良い記事が多いですね。日経BP系列ですが、技術的な内容をうまくまとめていると思います。この記事も参考になりましたが、この記事からリンクされている記事も参考になります。明日はここで紹介されているスネイルトレイルについての記事について触れてみます。

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・・・。

SAYURI-PVというのはSustainable Actions for “Year by year aging” Under Reliablity Investigations in PhotoVoltaic modules の略だそうです。産総研が行ったシンポジウムで、パネルの長期信頼性に関する報告です。10月4日、5日に行われましたが、私は都合で4日だけに参加しました。参加は無料ですが、予稿集は無くプログラムだけが資料として配られていました。5日にパネル信頼性に関する具体的な事例があったようで、そちらが興味あったのですが、4日に参加した感想を書きます。

まず、このシンポジウムは学究的な色彩が強かったと思います。5日の事例の報告を聞いていればもう少し印象が違っていたかもしれませんが、私が聞いていた範囲ではパネルの劣化メカニズムや評価方法などの評価・解析の報告が中心で、研究を行っている人には面白くても、単なる太陽電池のユーザーや発電所の運営者には少し縁遠い内容だったかなと思います。

さて、報告は長期の信頼性を対象にしているせいか、最近のモジュールに見られるスネイルトレイル（スネイルトラックと言っていた）についての言及はあまりありませんでした。スネイルトレイルは最近の安物モジュールだけに見られる現象なのか、どのような悪影響があるのか、もう少し様子を見ないと判らないのでしょう。いずれこのような報告会にももっと出てくるのを期待します。

全般的に、PIDに関する報告が意外に多かったように思います。PIDについては原因や対策が判ったのかと思っていましたが、まだ検討の余地があるようです。内容は細かい分析になっていて良く判りませんでした、すみません。

少し変わったところではモジュールに部分影が当たった時の影響についての報告がありました。部分影で生じたホットスポットがモジュールにどれぐらい悪影響を起こすか、というような内容でした。結果として5-7%も劣化を引き起こしていました。詳細の実験条件が良く判らなかったので何とも言えませんが、そんなに悪影響があるのかなという気もします。まぁ、パネルに影が当たるのはできるだけ避けた方が良いでしょう。

ところで、この会議は国際会議だったので発表が英語だったことも、普通の人は参加を躊躇させたかもしれません。ただ、最近の研究者は随分と英語がうまくなったと思っていましたが、この会議ではそうでもない人も多かったようです。普通、日本人の英語は日本人には聞きやすいのですが、日本人が聞いても理解できなくなるほど間違ったり詰まったりしている人も散見しました。ちょっとさみしい話ですね。

まずメーカーのHPはここです。次のようなことが書かれています。

• 温度特性について

温度依存性が小さいことを明らかに提示しています。温度係数は-0.31%/℃。温度係数は結構ばらつくのでメーカーは明示するのを嫌がりますが、ここでは明確に示しています。またシリコン太陽電池の温度係数についても-0.41%/℃と明示していて、それより優れているとなっています。

• 影の影響が小さい

影に強いとする理由が明確に書かれています。

• 光照射効果

光照射後10日間は急激に、その後もゆっくりと効率が上がるグラフが示されていますが、縦軸のメモリがないので、どれほど向上するかは不明です。波長感度には全く触れていなくて、光照射効果で実発電量が増えると明確に主張しています。

• 劣化が少ない

光照射効果で上昇した効率からの低下が年間0.5%以内であると明確に主張しています。

さすがに低照度特性が向上するとは書いていませんでした。

内容について疑問を持たれる方も多いと思いますが、メーカーはおそらくこれらを書いているだけで、保証しているわけではないと思います。あくまで参考にするだけにしておく方が良いでしょう。ただ、低照度特性以外についてはメーカーは沈黙していたわけでなく、明確に噂通りのことを主張していたのだということは確認できました。

メーカーの主張が本当に正しいのが検証するのは困難ですが、私の方は今後も気長にいろいろな現象を勉強して、変わったことや疑問に思うことがあれば、順次報告させてもらおうと思っています。

まず「にゃんた」さんからコメントを頂き、そちらのデータを確認しましたところ、確かに低照度でCIS太陽電池の方がシリコン太陽電池より発電が高いことを確認しました。私のデータとは逆の現象ですが、このようなデータがあるので早計には結論を出さず、低照度特性についてはまだ不明ということにしておき、引き続き検討していきたいと思います。

温度特性についても補足します。

CISメーカーの温度係数を調べましたところ、-0.31%/℃。これだと確かにシリコン太陽電池より小さいのではないかと思いますが、シリコン太陽電池の温度特性を調べるとあまり明確でなく、-0.3 から-0.5 %/℃ぐらいにばらついていました。私の頭の中にあった値とちょっとずれていましたが、実感と資料の値がかなり違っており、温度特性についても継続して検討ということにしておきたいと思います。

以上のことから、今後もCISに限らず太陽電池についていろいろ勉強させてもらい、判ったことはまた報告させてもらおうと思っています。皆様でもお気づきの点や面白いデータがありましたら、ぜひお知らせください。私なりにいろいろ考えさせてもらえたらと思っています、答えが出るとは限りませんが・・・・。

さて、劣化の問題についてですが、

CISの劣化についてはまだほとんどデータが無いのではないかと思います。従って、劣化についての評判があること自体に疑問を感じてしまいます。

今、私がCISの劣化について気にしていることを2つ挙げておきます。いずれもセミナーでの聞いたことですが、パワーポイントで表示はされましたが、資料としては配られなかったものなので、手元にデータはありません。記憶をもとに説明しますが、記憶違いがあるかもしれません。

• まず、マイクロクラックについて

CISは薄膜太陽電池なので結晶系シリコン太陽電池に見られるようなマイクロクラックは発生しません。しかし、電池が部分的に死んでしまうというような現象は起こるらしく、そのEL試験像をセミナーで見たことがあります。手元に写真がないのが残念です。その時はあまり問題意識がなかったので、どのような状況で発生したのか、説明があったのか記憶にありません。像ではかなりの部分が黒くなってしまっていました。

• 北杜での実証試験

山梨県の北杜市では各社の太陽電池の動作試験が行われています。CISももちろん含まれています。北杜の実証サイトは平成22年から稼働しているようですが、CISは初めに光照射効果で効率が上がった後は、かなりはやい速度で劣化していたように思います。ただ、CISはトラブルでモジュールが入れ替えになり、データが3年分ぐらいしかなく、あまりはっきりしたことは言えなかったようです。

上記いずれもCISを使っている人にとっては不安を感じさせる材料ですが、とにかくまだ確証がないため、なんとも言えません。劣化の問題についても引き続いて勉強していきたいと思っています。