太陽電池の変換効率。太陽エネルギーを電気エネルギーに変換、変換効率が高いほうが発電能力が高い。変換効率が高い多結晶シリコン太陽電池と量産しやすい薄膜太陽電池。シャープの多結晶シリコンが17.35％、サンヨー16.96％、ホンダの非シリコン系11.15％。
太陽電池の説明を見ていると、変換効率○○％という言葉を、よく見かけます。それでは、この変換効率とは、一体どういうものなのでしょうか。太陽電池の変換効率とは、太陽光があたり、太陽エネルギーを受け、その受けた太陽エネルギーのうちどれ位の割合で、電気エネルギーに変換できているかということです。太陽電池の性能は、この変換効率によって表されますが、この変換効率は、擬似光を使って測定されます。それは、世界中その条件が決まっており、同じ条件の下で測定され、判断されます。変換効率の計算は、例えば、太陽から1kw/㎡のエネルギーをもらい、変換効率が10％であれば、100Wの電気を発電することになるのです。薄膜太陽電池や多結晶シリコン太陽電池などがありますが、市場に流通している太陽電池の中では多結晶シリコン太陽電池の変換効率が高いようです。三菱電機は2008年3月に、シリコン太陽電池セルにおいて世界最高の変換効率となる18.6％を達成しています。
住宅に太陽電池を設置する場合、どの太陽電池を選ぶかという判断基準のひとつとして、変換効率が上げられます。従来の住宅用の多結晶シリコン太陽電池の変換効率は、シャープのNT-167AKが17.35％で、今まで発売されている太陽電池の中では、一番変換効率の高い商品です。次に、サンヨーのHIP-200BKが、16.96％となっています。住宅用の太陽電池の変換効率が高い商品は、シャープ・サンヨーの製品が上位を独占しています。ホンダが開発した非シリコン系の太陽電池の変換効率は、11.15％と、これからの改良が期待されます。また、やはり、従来のシリコンパネルと太陽電池のほうが、薄膜太陽電池の変換効率より高くなっています。しかし、この変換効率は同じ条件の下で計測したものですから、住宅に設置する場合は、パネルの向きや角度を考慮しなければ、変換効率の高い商品を選んでも上手く発電しません。
太陽電池は、その変換効率の高さによって性能を見極めますが、変換効率17％で、とても高い変換効率といえます。それでは、なぜ、太陽電池の変換効率はこのように低いのでしょうか。まず、変換効率が悪い理由として、太陽光が、セル表面で反射してしまうことが考えられます。セルの表面に反射防止する膜がありますが、やはり反射は起きてしまい、太陽光をすべて吸収することができないのです。第二の理由としては、太陽光のすべての波長を吸収することは不可能であるということです。これは、太陽電池の材質や、作り方によっても違いますが、太陽光は効率よく吸収できる波長ばかりではないのです。自由電子、自由ホール発生が100％にならないことも理由のひとつです。つまり、自由電子が電極方向に移動中に消滅する場合があるのです。また、太陽電池内部に電気抵抗があることもその理由のひとつです。つまり、シリコンの材料や電極に電気抵抗があるために、せっかく作った電気をすべて、外部に取り出すことができないのです。しかし、太陽電池参入企業は、変換効率のアップに努めていますので、近い将来変換効率の良い太陽電池が開発されるでしょう。