両面太陽電池 N型技術 – 画像: Xpert.Digital Jak76|Shutterstock.com
両面受光型太陽電池（BSC）は、前面または背面の両面から光を照射することで電気エネルギーを生成できる太陽光発電セルです。一方、片面受光型太陽電池は、光子が前面に入射した場合にのみ電気エネルギーを生成します。両面受光型太陽電池の効率は、入射光量と発電電力の比として定義され、1回以上の太陽光照射（1太陽 = 1000 W/m²）下で前面と背面それぞれについて独立して測定されます。両面受光係数（%）は、同一照度における背面効率と前面効率の比として定義されます。.
両面太陽電池は1970年代後半に宇宙および地上用途向けに発明され、初めて製造されました。そして2010年代には標準的な太陽電池技術としての地位を確立しました。2030年までに、両面太陽電池が太陽電池製造の主流となることが予測されます。.
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両面太陽電池の仕組み
今日、太陽電池の大部分はシリコンで作られています。シリコンは半導体であるため、その外殻電子は価電子帯と呼ばれるエネルギー領域に存在し、この帯のエネルギー準位を完全に満たしています。この価電子帯の上には禁制帯、つまり電子が存在できないエネルギーギャップがあり、さらにその上に伝導帯があります。この伝導帯には電子はほとんど存在していませんが、価電子帯から光子の吸収によって励起された電子がここに配置されます。これらの電子は、半導体の通常の電子よりも高いエネルギーを持っています。これまで説明した真性シリコンと呼ばれるシリコンの電気伝導性は極めて低いです。リン原子などのわずかな不純物は、伝導帯に電子を追加し、シリコンをn型にします。このn型シリコンの導電性は、リン原子の密度を変えることで変化させることができます。一方、ホウ素やアルミニウム原子などの不純物はシリコンをp型に変化させ、これも変化させることができます。これらの不純物原子は価電子帯から電子を受け取り、仮想的な正電荷のように振る舞ういわゆる「正孔」を残します。シリコン太陽電池は通常、ホウ素がドープされており、p型半導体のように振る舞い、表面に狭い（約0.5マイクロメートル）n型領域を有しています。この2つの領域の間にpn接合が形成され、電子と正孔を分離する電界が発生し、電子は表面に、正孔は内部に向かいます。これにより光電流が発生し、両側の金属接点を介して伝導されます。pn接合から放出された光は分離されず、結果として生じた電子-正孔対は最終的に再結合するため、光電流は発生しません。ここで説明されているように、セル内のp領域とn領域の役割は逆転させることができます。.
したがって、単面太陽電池は、遷移が形成された表面が照らされたときにのみ光電流を生成します。.
対照的に、両面太陽電池は、セルの両面がアクティブになり、2 つの面のうちの 1 つ (前面または背面) が照らされると光電流を生成するように設計されています。.
複葉太陽電池の主な利点
さらなる発電量の増加：P型太陽電池と比較して、N型太陽電池は効率を大幅に向上させる傾向があります。両面発電能力と高いシステム効率を備えた両面太陽電池は、より幅広い応用範囲を有し、特に降雪量の多い地域や、屋根、フェンス、防音壁などの分散型発電システムに適しています。.
セルの背面側の効率は19%以上に達し、入射バックビームを使用してシステムの発電能力を向上させることができ、単位面積あたりの容量増加は最大10%～30%になります。.
両面セル技術を採用したガラスモジュールは、モジュールの前面と背面の両方から光を捉えます。光捕捉率の向上により、モジュールの効率が向上します。モジュールの背面側から最大360Wp（前面のみで290Wp、合計320～360Wp）の発電が可能です。.
効率の向上は放射線状況（大気および背景）によって異なります。.
両面太陽光モジュールを備えた地上設置型システムの例
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