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太陽光発電、単結晶を選ぶか多結晶を選ぶか?それとも・・・違いは何か?

陽光発電においてもっとも核となる太陽光パネルは、世界各国のさまざまなメーカーがさまざまな特徴の製品を提供しています。
また、同じメーカーでも、商品によって少しずつ製品を変えています。
その違いの中でもっとも大きなものが、太陽電池の主要素材となる半導体に何を使っているかということです。

ここでは、現状の太陽電池の半導体として主流となっているシリコン素材のうち、単結晶・多結晶の違いをメインに、他の素材との比較までをしていきたいと思います。その他の素材については、モジュールの種類についてに詳しく解説しています。


太陽光電池素材の種類

太陽光発電の種類

出典:http://www.e-wei.co.jp/sustainable-tecnology_seminar/pdf/B-21.pdf


現在、主に流通している太陽光発電の素材には、上記のとおり次のようなものがあります。

・シリコン系

  • 結晶系
  • ・単結晶・・・シャープ・東芝などもっとも多く流通している
    ・多結晶・・・京セラなど価格勝負で一定のシェア

  • ハイブリッド型
  • ・結晶系と薄膜シリコンの融合型・・・パナソニックのHITなどで多く支持されている

・化合物半導体

  • 多結晶薄膜・・・CIGSソーラーフロンティアなどが実発電量をウリに販売

以前は、全体的な流通価格が高額だったことから、多結晶が主流でしたが、相場の下落から高品質の単結晶が現在は多勢を占めるようになっています。また、その他の素材については、現在発展途上ながら、少しずつシェアを伸ばしているのが実情です(特にパナソニックのHITとソーラーフロンティアの薄膜シリコンは大人気です)。


単結晶と多結晶の違い

単結晶シリコンと多結晶シリコンの違いは、次のようなことがあげられます。

  • 単一結晶か、細かな結晶の組み合わせか
  • 価格
  • 耐久性
  • 発電効率

端的に特徴をまとめると、次のようになります。


主要素材のシリコンを単一結晶で作ったものが単結晶、細かな結晶を組み合わせて作ったものを多結晶とわけられます。


単結晶は高額で発電効率がより高く、耐久性にも優れています。一方で、多結晶は低価格で単結晶に比べると耐久性も発電効率も劣ります。しかし、太陽電池の研究開発が進んでおり、単結晶はよりクオリティをあげながらより安価になっていき、多結晶もクオリティを上げながらより安価になっております。


また、中国製のものは安価で、国産メーカーのものは高価になりがちです。
性能についても、やはり国産メーカーのもののほうがよいといわれています。


一説によると、中国メーカーの単結晶は、国産メーカーの多結晶と同等レベルの価格で、発電効率や耐久性も同等レベルだとも言われています。また、比較的新しく登場したハイブリッド型やCIGSは、単結晶に比べると発電効率は劣りますが、価格が安価だったり、高温に対する耐性があることから実発電量が多かったりします。


以下NEDO(国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構)の研究結果をご覧ください。同じ場所に設置された異なる素材で出来た太陽電池の発電量比較です。面積あたりの発電量ですのでわかりやすいです。

素材別発電量比較

出典:http://www.e-wei.co.jp/sustainable-tecnology_seminar/pdf/B-21.pdf


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※※年度内導入を検討の方へ※※
2016年度(平成28年度)買取価格の適用を受けての太陽光発電導入は、すでに受付を終了しました。今後検討される方については、2017年度以降の固定価格買取制度が適用となります。どう検討していけばよいか、下記ページをご覧頂けるとスムースですので、ご参照ください。




【素材別特徴比較まとめ】

素材種別

価格

発電効率

特徴

単結晶

高価

高い

耐久性も高くて、発電効率もよくもっとも多く流通し、現在の主流素材となっている。

多結晶

安価

比較的低い

全体的に性能は向上しているが単結晶に比べると品質が低くなってしまう。安さが特徴。

薄膜ハイブリッド

比較的高価

比較的高い

単結晶よりは発電効率は低いですが、同等レベルにまで向上しています。ただし、高温に耐性があるなど、実発電量は多くなりがちです。 次世代型の素材となっています。

CIGS

比較的安価

比較的高い

単結晶に比べて公称最大出力などは落ちてしまいますが、温度耐性が非常に高く実発電量がもっとも多いといわれることもあります※。価格も比較的安価です。
ソーラーフロンティアが、実発電量No.1とうたっています。
で、どれを選ぶのがよいか?

これまでのまとめから、何をどう選ばばよいかということになると思います。


発電効率が低いと、同じ発電量を得るためにより多くの設置面積が必要になります。
また、高温時に発電量が落ちるとすれば、発電効率は絵に描いた餅になってしまいます。

そのため、その土地の広さや気温や日照量、目的など複合的に比較検討して、最適なメーカーや素材を選ぶことが必要になってくるでしょう。

まずは太陽光発電を検討するにあたって大切になるポイントをまとめてある、以下の記事をご覧になられることで、最終的な判断をしていただくことをおすすめします。詳しい素材やメーカー、製品の選び方を中立の立場で紹介しています。

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