Vol.4 No.4 2011

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シンセシオロジー 研究論文−193−Synthesiology Vol.4 No.4 pp.193-199(Nov. 2011)1 フレキシブル太陽電池開発の目的太陽光発電市場は近年飛躍的な拡大を続けており、成長率は前年度比40~50 %程度を維持し、2010年の世界の年間生産量は23 GWを超えた。この値はピークパワーで原子力発電所約23基分に相当する。今後も市場は順調に成長を続け、2030年の年間生産量は少なく見積もっても100 GWに達するものと予想される。太陽光発電の普及拡大には、軽量化による設置コストの低減ならびに設置場所の拡大も重要である。通常の太陽電池パネルは、受光面にカバーガラスが用いられているため、耐荷重の低い屋根等には設置できない場合も多く、また屋根の補強等で設置コストが高額になる場合もある。一方、基材にポリマーや金属シート等を用いたフレキシブル太陽電池は、ガラスを用いていないために、これまでの太陽電池に比べて重量を数分の1~十分の1程度にまで軽量化可能であり、設置場所の拡大に資することができる。フレキシブル太陽電池の利点としては、この他にも、曲面への設置が容易であること、ガラスのように割れることがなく安全であること、ロールツーロール工程を適用できるために生産性に優れること、輸送や保管が容易であること等が挙げられる。2 フレキシブル太陽電池開発の戦略とシナリオ各種フレキシブル太陽電池のうち、フレキシブル薄膜シリコン太陽電池は、すでに国内でも量産が始まり、徐々に普及も進みつつある。薄膜シリコンは光吸収係数がさほど大きくなく、かつ光照射による性能の低下を抑制するためには光吸収層をさほど厚くできないことも知られているため、効率向上のためには、何らかの方法で光吸収層内部へ光を閉じ込めることが重要となる。一般的な薄膜シリコン太陽電池では、透明導電膜表面に形成された凹凸形状を用いた光閉じ込めにより、太陽光を有効活用している。例えば、ガラス基板上に酸化物透明電極、p型シリコンドープ層、i型シリコン光吸収層、n型シリコンドープ層、酸化物透明電極、裏面金属電極の順に形成するスーパーストレー増田 淳フレキシブル太陽電池開発に必要な要素技術課題を明らかにし、課題解決のための産学官からなるコンソーシアム体制を構築した。フレキシブル薄膜シリコン太陽電池の高効率化に必須のポリマー基材への凹凸形成技術を開発し、ガラス基板上と同等の性能をもつ薄膜シリコン太陽電池をポリマー基材上に作製することに成功した。現在は、コンソーシアム研究の段階から企業内での実用化研究の段階に移行している。当該コンソーシアムの設立過程、運営方針、特許戦略さらには若手人材育成の考え方について概説する。フレキシブル太陽電池の高性能化技術開発− 「フレキシブル太陽電池基材コンソーシアム」の運営と成果 −Atsushi MasudaDevelopment of high efficiency flexible solar cells- Management of “Flexible Solar Cell Substrates Consortium” and its achievements -Elemental technological challenges required for the development of flexible solar cells have been clarified and a consortium system to solve the problems has been established based on industry-academia-government collaboration. The technology to form texture on polymer substrates indispensable for high efficiency has been developed, and we have succeeded in preparation of thin-film silicon solar cells on polymer substrates whose efficiency is comparable with that of cells prepared on glass substrates. The stage has already moved from research within the consortium to practical realization research in individual enterprises. Establishment process, management policy, patent strategy and training of young researchers of the consortium are described in this paper. キーワード:フレキシブル薄膜太陽電池、コンソーシアム、ポリマー基材、凹凸形成技術、若手人材育成Keywords:Flexible thin-film solar cells, consortium study, polymer substrates, texture, training of young researchers産業技術総合研究所 太陽光発電工学研究センター 〒841-0052 鳥栖市宿町807-1Research Center for Photovoltaic Technologies, AIST 807-1 Shuku-machi, Tosu 841-0052, Japan E-mail: Original manuscript received January 31, 2011, Revisions received September 1, 2011, Accepted September 1, 2011

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