太陽光発電の発電効率

太陽光発電の発電効率は、前回にも書いたように現在では15%ぐらいです。
この発電効率を高めることが現在の大きな研究開発目標となっています。
また、部材コストや製造コストを下げて、一般家庭でも取り入れやすい価格にすることも今後の大きな目標になっています。
太陽光発電から生み出された発電コストが送電網から送られてくる発電コストと同等かそれ以下にならない限り、一般家庭への普及は望めないからです。
太陽電池の発電効率が高くなれば、同じ面積の発電モジュールならば得られる電力が高くなるのは当然のことですが、また同時に、同じ発電量を得るためには小さな面積で済むということも言えます。
小さな面積で済むならば部材コストが下がり、取り付け費用も下がり、全体のコストが下がるというメリットが生まれます。
小さな面積の住宅が多い日本では、この効果は大きく評価されてもいいのではないでしょうか。
現在多く普及している太陽電池はシリコンを利用したものです。
そして、最近になって薄膜太陽電池が量産されるようになってきています。
シリコンを利用した太陽電池の変換効率は、研究室レベルでは1999年に25%に達しています。
しかし、その後、この記録は破られていません。
シリコン太陽電池の変換効率アップへの課題は大きいようです。
薄膜太陽電池はシリコンを使わず、銅・インジウム・セレン等を使って発電層を薄い膜状の半導体にしたものです。
発電効率は2012年3月に17.8%という世界記録を日本のメーカーが打ち立てています。
いずれの太陽電池にしても変換効率の最大値は30%までではないかと考えられています。
それは、半導体を使って光エネルギーを電気エネルギーに変換するには超えられない制限があるからです。
その制限とは、簡単に言うと、低いエネルギーの光帯を吸収できないことと、高いエネルギーの光帯を吸収する際にムダが出ることです。
これに対して将来有望視されている太陽電池に「量子ドット太陽電池」というものがあります。
この太陽電池は理論上は変換効率が60%~75%に達すると考えられています。
大きく期待を寄せられていますが、まだまだ研究室段階のものです。