わずか４ミクロン。化石燃料よりも安く発電できる「次世代ソーラーパネル」
TABI LABO
http://tabi-labo.com/127992/solar-panel-2/
Chikaya
自然エネルギーの有効活用は、世界的な課題だ。その中でも太陽光発電は消費者との距離も近く、注目も集まりやすい。先日、テスラモーターズからも家庭用のソーラー蓄電機「Powerwall」が発表され話題になったのも記憶に新しいが、太陽光発電のパネルに関しても小型化が進んでいるようだ。
アメリカの「Rayton Solar」社が新たに開発した次世代ソーラーパネルは、従来品よりもはるかに効率的で、圧倒的に安いコストで電力を生み出せる。とくに際立っているのは、その薄さだ。
Solar Cell Demo
https://www.youtube.com/watch?v=xB_HrqI201E
発電効率は業界トップ企業の高価な製品と比べても約2倍。これまで多くの企業で使用されてきた安価な中国産のパネルよりも安く生産することができる。生産過程で出る有毒物質はゼロだ。
また、薄く柔軟性もあるため、アウトドア、衣料品、小物への利用なども期待される。
現在、このパネルは「Indiegogo」で資金調達中だ。製品化が決まれば、スマートフォンやラップトップなど、小型デバイスのソーラー充電へと応用できるかもしれない。今後が楽しみな発明品だ。
Licensed material used with permission by Rayton Solar
上の効率2倍が気になり、詳しく調べました。
効率2倍までは到達していないようだが、伸びしろのありそうな技術。
薄いのは、曲げられる＆軽いという利点もあるが、製造コストを下げるのにも役立っていると。
（原材料費＝シリコン代の節約と、カットが容易or必要ない？点）
厚さ４ミクロンだと、スパッタリングでしょうか。（シリコンで可能か知らんが）
結果的に、人件費の高いアメリカで生産しても、中国より安く作れると。
アメリカはどうも・・・太陽電池＋テスラの蓄電池で行く気配あり。
日本も自然エネルギーにシフトしていく決断をしないと、後れを取る結果になるでしょうね。
（日本には地熱もあるので、太陽電池だけではなさそうだが）
Rayton's new super-efficient, affordable solar panels could trump fossil fuels
by Colin Payne, 12/28/14
http://inhabitat.com/raytons-new-super-efficient-affordable-solar-panels-could-trump-fossil-fuels/
Striking another blow to the oil and gas industries, an American solar company has developed technology that can produce super-efficient solar power that’s cheaper than fossil fuels. Rayton Solar’s new solar panel manufacturing technology uses 50 to 100 times less silicon than other technologies, cutting out large amounts of the most costly component of solar panels. The company says its patent-pending process uses just four microns worth of silicon, leaving no waste – while boosting the efficiency of their panels to 24 percent. According to the company that’s 25 percent greater than the industry standard efficiency, which currently tops out at about 15 percent.
石油·ガス産業への別の打撃、アメリカの企業が開発した超効率的な太陽電池は、化石燃料より安いです。レートンソーラーの新たに開発した太陽電池パネルの製造技術では、通常のパネルに使用される量の1/50～1/100のシリコンを使用します。シリコン部分の切り出しは、太陽電池パネル製造で最もコストのかかる部分である。同社の特許出願中のプロセスでは、わずか4ミクロン厚のシリコン層が形成され、（シリコン部分の切り出し工程で）廃棄される無駄が出ない。変換効率は24％（ブースト時？）で、現在の市販最高効率品より25％ほど効率が良い、市販品の平均は約15％である。
Rayton claims their patent-pending solar PV modules can be manufactured in the United States at a cost of 60 percent less than the industry average, which is based on prices from places like China where the majority of solar panels are made.
レートンの、特許出願中の太陽電池パネルのアメリカ生産でのコストは、太陽電池パネルの業界平均コストの60％未満である。有名メーカーの太陽電池パネルの製造国は中国であるため、安い中国製との比較と解釈して良い。
Related: Cheap Solar PV Powers Substantial Global Renewable Energy Growth in 2013
関連：2013年グローバルな再生可能エネルギーの成長実態。安い太陽電池パネルについて。
The Los Angeles-based company currently has an Indiegogo campaign underway that’s seeking funding to help put the final touches on the technology so it can get UL certification and then be launched for sale to the general public. Launched on Dec. 16, the campaign has raised just over $1,000 of its $250,000 goal.
クラウド・ファンディング？量産化含めた開発を続けるので支援してねと。目標25万ドル。ロスアンゼルスに本社があるらしい。
The development of solar PV technologies like this is one of the main factors behind an marked increase in global renewable energy production, which went up by 8.5 percent in 2013.
このような太陽光発電技術の開発は、2013年に世界で8.5％増加した再生可能エネルギー生産の主な要因の一つです。
+ Rayton Solar
Images via Rayton Solar
太陽電池事業は、今後も伸びるような話ですね。
電極などが配線されているシートに、スパッタリング（チタンコーティングと同様）し、4ミクロン（4μm・0.004mm）の極薄シリコン層を生成するので、ウエハーから切り出す方法と製造方式が異なると予想。
下図の1・2・3番（コストの掛かる工程）が、スパッタリング方式だと一つの工程で済むので、米国生産でも中国生産に対し製造コストで勝てると。
いわゆる、生産技術における一種のブレイクスルーですね。
写真で見る：多結晶シリコンウエハができるまで
http://taiyoseikatsu.com/special/mcswprod/sp-mcswprod.html
上の記事に「炉に入れられたシリコンは、1400度以上の高温でいったん完全に溶かされ」とあるので、スパッタリングは技術的に可能そうですね。
思い出したが、NSメッキ（ニカジルメッキ）できるのだから可能っぽいですわ（笑）
「現在一般的なウエハの厚みは200μm（0.2mm）以下と非常に薄くなっていますが、さらに薄くスライスするための技術開発が続いています。」ともある。
スパッタリングで、N型、P型をそれぞれ作ってモナカ合わせでしょうか↓
勉強がてら、しくみを調査しつつ。
太陽電池の原理
http://ubeondanka.net/09hte-heipdeskQA11sub.html
太陽光発電システムの中心になっているのが、太陽電池です。
太陽電池は、太陽の光エネルギーを吸収して直接電気に変えるエネルギー変換器。シリコンなどの半導体で作られており、この半導体に光が当たると、日射強度に比例して発電します。
「電池」という名前がついていますが、電気をためる機能はありません。
ちなみに、太陽光発電は英語ではPhotovoltaic（PV）と呼ばれています。
N型とP型の存在
http://www.tel.co.jp/museum/exhibition/principle/chp01_2.html
純粋なシリコンやゲルマニウムの結晶の性質は絶縁体に近く、電圧をかけても電気はほとんど流れません。結晶の中の電子同士が固く結合していて、自由に動き回れる電子はごくわずかしかないからです。
しかし、そこに電子を余計にもった燐などの不純物をほんの少し加えるだけで、導体のような性質に変化します。結晶の中を自由に動き回る電子ができるからです。この燐のように電子を余計にもった不純物が含まれるものをN（negative）型半導体、逆に電子の少ないホウ素などの不純物が入ったものをP（positive）型半導体と呼びます。P型半導体では、電子が足りない穴（正孔）が電子の代わりの働きをし、まるで＋の電子が動き回るように振る舞います。
このN型とP型を接合させることにより、電界の向きによって電気が流れたり流れなかったりする「整流作用」が現れるのです。
太陽光発電工学研究センター
https://unit.aist.go.jp/rcpvt/ci/about_pv/principle/principle_3.html
太陽電池は電子に光エネルギーを吸収させて、エネルギーを持った電子を外部に取り出します。エネルギーを持った電子を取り出す仕掛けには、「半導体」を使います。その仕掛けを、少しだけ専門的に解説します。
まとめますと、太陽電池の仕組みは、
1.光のエネルギーを使って、半導体の内部で、動きやすい電子（伝導電子）を新たに発生させる。
2.半導体のpn接合の性質を用いて、伝導電子がエネルギーを失わないうちに、一方向に集めて取り出す。
と説明できます。
太陽電池のように、光を当てることで起電力が発生する現象は、光起電力効果(photovoltaic effect)と呼ばれます。
一桁かと思っていたら、最高で20％とは知らぬ間に進化していた↓
関わる企業や人が増えると、一気に進化しますね。
単結晶と多結晶の大きな違いは変換効率です。
http://hatsudenkakaku.info/entry23.html
同じ発電量なら変換効率の高い単結晶モジュールは面積が少なくて済み、多結晶は多くなります。
逆に言えば、屋根の上の広さに制限があるのなら、よりたくさんパネルが載せられる単結晶が向いていますし、屋根の広さに余裕があるのなら、多結晶でもいいかも知れません。価格の面から見てみると、単結晶の方が製造コストが高くなり、価格も高くなる傾向にあります。
変換効率ランキング
https://www.pveye.jp/data/ranking/
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