太陽電池のメーカーは、太陽電池の素材(半導体基板の種類)の違いによって分類することができます。

まずは使われている素材により、シリコン系、化合物系、有機物系に大別できます。

シリコン系は結晶シリコン系と薄型シリコン(アモルフィスシリコン)に分けられ、さらに結晶シリコン系として、単結晶シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコン(形状としては薄型シリコンに含まれる)が存在します。

また単結晶シリコンと薄型シリコンのメリットを組み合わせたハイブリッド系、HITシリコン(単結晶ハイブリッド型)というものも存在します。

現在、結晶シリコン系は性能やコスト面で優位性を保っており、圧倒的なシェアを占めていますが、薄型シリコンや化合物系の性能向上も著しく、今後の改善に期待が持てます。以下にそれぞれのメリット・デメリットを挙げてみます。

Ⅰ.シリコン系

1.単結晶シリコン

セル(太陽電池本体)全体がひとつの結晶になっています。太陽電池の中で最も歴史があります。
新商品は単結晶シリコンが主流になっています。

<メリット>

変換効率が20%前後と高く、少ない面積でも多くの発電が期待できる。

<デメリット>

シリコンの使用量が多いため、価格が高めになる傾向がある。

2.多結晶シリコン

セルの中に、小さなシリコン結晶がいくつも入っているものが多結晶シリコンです。
単結晶シリコンの低コスト化と量産化を目標に開発が進められ、現在最も普及しているタイプ
です。

<メリット>

単結晶よりもシリコン使用量が少ないので、コストが安くなる。価格と性能のバランスが良い。

<デメリット>

単結晶と比べて、変換効率が15%前後と少し低く、発電量も見劣りする。
             

3.薄型シリコン(アモルフィスシリコン)

ケイ素を主として、シリコン層を可能な限り薄くしたシリコンです。
結晶シリコンと比較すると、エネルギーギャップが大きく、光吸収係数が高いのが特徴です。
薄膜多結晶シリコンとアモルフィスシリコンを組み合わせた薄膜シリコンハイブリッドも開発されています。

<メリット>

シリコン使用量が少ないためコストが安く、高温時の発電量低下が少ない。

<デメリット>

結晶シリコンと比べて、変換効率がかなり劣り(6%前後)、発電量が少ない。

4.HITシリコン (単結晶ハイブリッド型)

単結晶の「高い発電効率」、薄型の「高温時でも発電量が低下しにくい」という双方のメリットを組み合わせたハイブリット型です。パナソニックや長州産業が販売しています。

1−0 化合物系
銅、インジウム、ガリウム、セレンを原料とした化合物半導体を発電層に使い、「pn接合」によって発電させます。シリコンを使わずに発電層を薄い膜状の半導体とすることで、製造時の消費エネルギーや排出されるCO2を少なくできるといった環境に配慮したものです。代表的なものにはソーラーフロンティアのCIS太陽電池があります。

メリット

高温や影ができる状況でも発電量の低下が少なく、安定した発電が期待できる。また、比較的
少ない材料で生産できるため、量産に向いており、低コスト化の期待がもてる。

デメリット

シリコン系に比べて発電効率が低い。

2−0 有機系シリコン
無機物(シリコンなど炭素を含まない物質)を使わないで、有機物(炭素を含む物質)を用いる太陽電池です。次世代型太陽光発電システムの本命とされていますが、実用化にはもう少し時間がかかりそうです。

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