産業技術総合研究所(産総研)は7月7日、さまざまな種類の太陽電池を自由自在に直接接合できるスマートスタック技術を開発したと発表した。

同成果は、同所 太陽光発電工学研究センター 先進多接合デバイスチームの菅谷武芳研究チーム長、牧田紀久夫主任研究員、再生可能エネルギー研究センター 太陽光チームの水野英範研究員らによるもの。詳細は、6月24～25日につくば国際会議場で開催された「AIST太陽光発電研究成果報告会2014」にて発表された。

多接合太陽電池は、さまざまな波長の太陽光を有効に利用し超高効率化が可能だが、これまで製造コストが高く、問題となっていた。今回開発した技術では、複数の太陽電池セルの接合界面にパラジウム(Pd)ナノ粒子を配列することで、電気的・光学的にほぼ損失なく接合できる。短波長領域を吸収するガリウムヒ素(GaAs)系高効率化合物太陽電池と、長波長領域を吸収する安価なCIGSやシリコン(Si)を接合することが可能で、CIGS上にGaAsとガリウムインジウムリン(GaInP)太陽電池を接合した3接合太陽電池では、変換効率24.2%を実現した。

また、格子定数が異なるため、結晶成長では接合できないGaAs基板とインジウムリン(InP)基板を用い、それぞれの上に作製した太陽電池を4種接合した(4接合太陽電池)ところ、変換効率30.4%を得たという。GaAs基板は再利用可能であることから、同技術により安価な超高効率多接合太陽電池の普及が期待されるとコメントしている。

スマートスタック技術の模式図とパラジウムナノ粒子の電子顕微鏡像