タンデム型太陽電池のトップセルとして有望な光吸収層を開発

希少金属インジウムを含まないCIS型薄膜太陽電池の最高効率を更新

ポイント

・ 短波長光（青色系の光）吸収に特化した薄膜太陽電池の光電変換効率を向上

・ アルミニウムを傾斜添加し、太陽電池性能を向上

・ ペロブスカイト型や、同じCIS型などと組み合わせた次世代タンデム型太陽電池の実現にも期待

【画像：https://kyodonewsprwire.jp/img/202411089601-O5-72b3xsRb】

概 要　

国立研究開発法人 産業技術総合研究所（以下「産総研」という）ゼロエミッション国際共同研究センター 石塚 尚吾 首席研究員は、希少金属インジウムを含まないCIS型薄膜太陽電池の光電変換効率を向上させる技術を開発しました。

現在普及している太陽電池よりも、さらに高性能化が期待できるタンデム型太陽電池においては、「安価」「高性能」「高信頼性（安定性）」の要素をすべて満たす、短波長光吸収用トップセル材料の開発が課題でした。本成果では、これらの要素を満たす有望な材料群であるCIS型化合物の中でも、特にトップセル材料として適した、広禁制帯幅という特性を持つ光吸収層の品質を向上させる技術を開発しました。今回作製した光吸収層は安定性にも優れ、将来的には安価で高性能、また柔軟性にも優れたタンデム型太陽電池への応用が期待されます。

なお、この技術の詳細は、2024年11月13日（米国東部標準時）に「ACS Applied Materials & Interfaces」にオンライン掲載されます。

下線部は【用語解説】参照

※本プレスリリースでは、化学式や単位記号の上付き・下付き文字を、通常の文字と同じ大きさで表記しております。

正式な表記でご覧になりたい方は、産総研WEBページ

（ https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2024/pr20241113/pr20241113.html ）をご覧ください。

開発の社会的背景

カーボンニュートラル社会の実現に向けて二酸化炭素の排出量削減を目指す中で、再生可能エネルギーの普及に期待が高まっています。特に太陽光発電への関心は高く、最近では、従来の結晶シリコン系太陽電池とは異なるさまざまな太陽電池が提案されています。中でも、タンデム型太陽電池は従来の太陽電池よりもさらに高い光電変換効率が期待できますが、現在まで、III-V族化合物などの高価な材料が用いられ、宇宙用など特殊な用途に限られていました。そのため、タンデム型太陽電池を民生用として活用するには、普及可能な価格と性能を両立する材料やデバイスの開発が課題です。