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ソーラーパネル素材の種類と多様なメリット

1.ソーラーパネルの素材にはどんな種類があるか

太陽光パネルを大きく分類すると「シリコン系」「化合物系」「有機物系」となり、この中でも特にシリコン系の太陽光パネルは世界中で広く普及されています。しかし最近では、より軽量化と高効率化を実現しようと研究開発が進められ、化合物系や有機物系、それらを組み合わせて構成したハイブリッド型の太陽光パネルも販売されるようになりました。

主に住宅用として普及されてきた太陽光パネルの主流は、シリコン系の「結晶シリコンソーラーパネル」が国内市場の8割近くを占めています。そして残りの2割が同じシリコン系の「薄膜シリコンソーラーパネル」と化合物系の「CIGS系(CIS)ソーラーパネル」となります。

発電効率 導入費用 入手性 設置のしやすさ
結晶シリコンソーラーパネル
(13~20%)
△~◎ 形状の選択肢が豊富
薄膜シリコンソーラーパネル
(7~10%)
△~◎ 薄型軽量柔軟な製品あり
CIGS系ソーラーパネル
(8~12%)
○~◎ 黒くてデザイン性が良い

「結晶シリコン」はよく耳にするかと思いますが、「網膜シリコン」とは何でしょうか。「CIGS系(CIS)」の詳細についても、次の段落で説明していきたいと思います。

2.ソーラーパネルの種類ごとの特徴(結晶・網膜シリコン・CIS)

様々な形状をした屋根に適合出来る、「結晶シリコンソーラーパネル」

単結晶太陽電池モジュール<NU-200AB>

最も広く普及している結晶シリコン太陽光パネルは、価格の幅も広い点とパネルの形状も多様なので選択肢が多いことが特徴です。そのため、予算や設置する屋根の形状に合わせて適切な配置を行うことがしやすくなっています。

またパネルのデザインも豊富で、屋根に合ったものが見つけやすく建物外観を損ないません。パネルのタイプも三角形や台形、細長などと豊富に取り揃えているので、国内の建物事情に合わせたタイプを自由に選択することができます。(屋根の種類と太陽光発電設置のポイント・費用

種類は単結晶、多結晶、そして高温に強いアモルファスシリコンに分けられます。

薄さは従来パネルの100分の1、発展途中の「網膜シリコンソーラーパネル」

あまり耳にしない薄膜シリコン太陽パネルとは、実は電卓や時計などに用いられている太陽電池のことです。特徴である薄さと軽量さに大変注目が集まり、最近では屋外用に実用化されるなど開発が急激に進んでいます。

もし成功すると、従来の結晶シリコン太陽パネルに比べて約100分の1と極薄を実現することになり、その薄さと軽量さ、柔軟さを活かして量産性の高い太陽パネル生産が可能になると言われています。量産が進むと価格も抑えられるため非常に期待が集まりますが、発電効率が低いのがデメリットとなります。

最も注目されている、「CIGS(CIS)系ソーラーパネル」

まずCIGS(CIS)とは、太陽光パネルの素材の原料となる「Cu(銅)、In(インジウム)、Ga(ガリウム)、Se(セレン)」の4元素のイニシャルから付けられています。
シリコン系とは異なる化合物系と称され、市販されはじめたばかりの太陽光パネルとなっています。

特徴は少ない資源で量産しやすいため、パネル本体の価格を抑えやすく外観も黒一色となっています。最近生産量が急増しており、次世代パネルとして注目を集めていますが、若干発電効率が低めとなっています。
開発がさらに進めば、結晶シリコンと並ぶ主力になるパネルといえます。

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3.単結晶・多結晶・網膜・HIT。各ソーラーパネルのメリット

  • 単結晶シリコン(結晶シリコンソーラーパネル)
    安定した発電効率と、出力の高さは抜群です。多結晶シリコンより発電効率が高く、狭い面積でもまとまった発電量が期待されますので、住宅密集地や小さな屋根でも充分な売電収益が得られます。
  • 多結晶シリコン(結晶シリコンソーラーパネル)
    単結晶と比べると発電効率が低いのですが、価格が安いのがメリットです。最近ではより発電効率を上げるために、パネル1枚に発電セルを密集させることに成功しています。国内で一番人気の高いタイプとなっており、遊休地や工場の屋根等のまとまった面積での使用をお勧めします。
  • アモルファスシリコン(網膜シリコンソーラーパネル)
    結晶を必要としないシリコンタイプなので、従来の太陽光パネルと比べると非常に薄く軽量化されているのが特徴です。
    そして何より価格が安いことが最大のメリットとなっていますが、結晶タイプと比べるとパネル1枚あたりの発電量が低くなります。また約2倍近くの面積が必要とされますので、郊外や広大な土地に使用することでイニシャルコストを抑えることができます。
  • HIT太陽電池(結晶シリコンソーラーパネル)
    これまで説明した単結晶シリコンとアモルファスシリコンを組み合わせて構成された、ハイブリッド型太陽光パネルです。
    単結晶とアモルファスシリコン、それぞれの欠点をカバーすることを目的としております。特徴は熱に強い点であり、25度以上の温度でも従来品より多くの電気が作れます。夏場は全国的に25度を超えるため、年間平均気温が20度以上となる地域の方にお勧めするパネルです。
  • CIS太陽電池、CIGS太陽電池(化合物系ソーラーパネル)
    主成分に銅(Copper)、インジウム(Indium)、セレン(Selenium)を用いた太陽光パネルで、従来のシリコン系太陽パネルよりも約10%近く発電量がアップした実証実績があるそうです。発電効率をより高めていくことが課題ではありますが、安価なコストが最大のメリットとなっています。加えて、年数が経過しても発電効率が落ちにくいパネルであることも魅力です(太陽光パネルの経年劣化(PID)現象)。今後の産業用太陽光発電の主流となる可能性があるパネルとなっています。その普及によって、住宅用にも安価で入手できるようになると予想されます。

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