両面受光二重ガラス太陽電池モジュール: 太陽光発電における両面受光太陽電池の追加電力

公開日: 2022 年 2 月 20 日 / 更新日: 2023 年 2 月 24 日 - 著者: Konrad Wolfenstein

両面受光二重ガラス太陽電池モジュール – 画像: Xpert.Digital / Jak76|Shutterstock.com

さらなるパフォーマンスを実現する両面フェイシャルテクノロジー

N 型太陽電池と P 型太陽電池のどちらが使用されるかに関係なく (詳細は後述)、太陽電池モジュールの効率を大幅に向上させる方法があります。これが両面技術です。片面受光型太陽電池は上部を照らすだけで発電するのに対し、両面受光型太陽電池は上下から発電できるように設計されています。このようにして光の使用量が増加すると、モジュールの効率が大幅に向上します。

もちろん、底部の効率は、太陽光の方向を向いている上部ほど高くはありません。それにもかかわらず、場所、地面からの距離、外部条件に応じて、下側の放射により効率が 19% 以上増加する可能性があります。これは、システム全体の容量を 10 ～ 30 増加できることを意味します。たとえば、以前は 290 Wp だったモジュールのパフォーマンスは 320 ～ 360 Wp に向上します。

両面受光システムを設置する場合は、追加の放射線を考慮して、その下の表面から十分な距離を置いて設置されるように注意する必要があります。瓦屋根や芝生などの弱反射性から中程度の反射性の表面の場合、最小距離は少なくとも 40 センチメートルである必要があります。ただし、反射性の高い表面 (雪など) では、地面までの距離は 1.5 メートルより長くする必要があります。

両面受光/両面受光ソーラーモジュールの仕組み – 画像: Xpert.Digital

微妙な違い: P 型太陽電池と N 型太陽電池

太陽光発電技術では、化学組成のほんのわずかな違いでも、効率と経済的配分に大きな違いが生じます。これは、たとえば、P 型太陽電池と N 型太陽電池を比較するとわかります。どちらもセル構造の点で異なり、P 型太陽電池は正に帯電したシリコンベース上に構築されることに基づいています。対照的に、タイプ N 太陽電池は、負にドープされた側が太陽電池のベースとして機能するため、逆に設計されています。

1954 年に米国で開発された最初の太陽電池は N 型でしたが、その後数年で P 型太陽電池が普及しました。その理由は、初期の頃、モジュールは主に宇宙旅行で使用され、より回復力があることが判明したためです。 N型セルの性能が向上したため、太陽電池メーカーが自社のアプローチを再考し始めたのは近年になってからです。この主な理由は、P 型とは異なり、「ホウ素 - 酸素欠陥」の脅威にさらされないため、これらの細胞の寿命が長いことです。このため、稼働時間が長くなると効率が低下します。さらに、N 型太陽電池はシリコンの金属汚染の影響を受けにくいです。

しかし、数十年にわたって P 型太陽電池が注目されてきたため、現在では N 型太陽電池の製造コストが高くなっています。それらの生産はバリューチェーンにおける規模の経済につながりましたが、これはまず N タイプの生産で構築される必要があります。さらに、N型太陽電池モジュールの製造には追加のステップが必要となり、コストがさらに増加します。しかし、効率が高いため、N 型のシェアは増加し続けており、主要な太陽電池技術として P 型に取って代わるのも時間の問題でしょう。