主要成果
韓国エネルギー研究員（KIER）の光起電力研究部門が、ペロブスカイト/CIGSタンデム型太陽電池において、独立認証機関であるドイツのフラウンホーファー太陽エネルギーシステム研究所（ISE）によって26.7%の変換効率を達成し、この分野における世界記録を樹立しました。この画期的な成果は、米国ロッキーズ国立研究所（旧NREL）が公開する「ベスト研究セル効率チャート」に正式に登録され、ペロブスカイト技術の急速な進化と、CIGSのような既存の薄膜太陽電池との組み合わせによる相乗効果の大きさを裏付けています。
技術・臨床詳細
今回達成された26.7%の変換効率は、1cm²未満の小面積研究セルで記録されました。ペロブスカイト/CIGSタンデム型太陽電池は、光スペクトルの異なる領域をそれぞれ効率的に吸収できるという点で、ペロブスカイトとシリコンのタンデム構造と同様の利点を持ちます。CIGS太陽電池は高い安定性と発電効率を誇る実績ある薄膜技術であり、これとペロブスカイトを組み合わせることで、両者の長所を活かしつつ、個々のセルが持つバンドギャップの制約を超えた高効率化が図られます。KIERの研究チームは、特に界面の最適化や欠陥パッシベーション技術において進歩を遂げたことで、この高効率を達成したと見られます。この多接合構造は、太陽光の利用効率を最大化し、より多くの電力を少ない設置面積で生成することを可能にします。
背景・業界文脈
従来の単体太陽電池の変換効率が物理的限界に近づく中、多接合型（タンデム型）太陽電池は次世代の高効率太陽電池として世界中で研究開発が進められています。特にペロブスカイトは、その調整可能なバンドギャップと優れた光吸収特性により、タンデム構造の上部セルとして非常に有望視されています。CIGS太陽電池は、アモルファスシリコンやCdTeと並び、薄膜太陽電池の主要な技術の一つであり、既に産業応用されています。KIERの今回の成果は、シリコン以外の様々な太陽電池基板とのタンデム化が、高効率化の新たな道筋を開くことを証明するものです。これにより、ペロブスカイト技術の多様な応用可能性が広がり、太陽光発電市場全体に新たな競争とイノベーションを促すことが期待されます。
今後の展望
KIERの研究チームは、今後、この世界記録の変換効率を大面積モジュールでも達成することを目指しています。研究セルでの高効率を実用的なモジュールサイズにスケールアップすることは常に大きな課題ですが、この成功は、ペロブスカイト/CIGSタンデム技術が、商業的に競争力のある製品として市場に投入される日が近いことを示唆しています。将来的には、より高い発電効率、低コストな製造プロセス、そして長期的な信頼性が確保されれば、ペロブスカイト/CIGSタンデム太陽電池は、多様な設置場所での太陽光発電導入を加速し、持続可能なエネルギー社会の実現に大きく貢献するでしょう。特に、フレキシブルなCIGS基板との組み合わせにより、建材一体型PV (BIPV) や軽量モジュールなど、新たな市場の開拓も期待されます。
元記事: https://www.eurekalert.org/news-releases/1142560
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