効率26.3パーセントの太陽電池。
提供元：カネカ株式会社 太陽光発電・薄膜研究所
変換効率26.3%の太陽電池。提供：カネカ株式会社 太陽光発電・薄膜研究所
太陽光パネルは近年、かつてないほど安価になっていますが、住宅所有者にとって設置費用は依然として大きな負担となります。より効率的な太陽光パネルは設置費用をより早く回収できるため、太陽光をより効率的に電力に変換するパネルの開発は、太陽光発電の研究開発における重要な焦点となっています。
太陽電池パネルを構成するシリコンベースのセルの理論上の効率限界は29%ですが、これまでのところその数値を達成することは困難です。商用太陽電池パネルの実用効率は20%台前半と非常に良好とされてきました。しかし、日本の化学メーカーであるカネカの研究者たちは、光電変換効率26.3%の太陽電池を開発し、これまでの記録である25.6%を破りました。これはわずか2.7%の効率向上に過ぎませんが、商業的に実現可能な太陽電池技術の向上はますます困難になっています。
それだけでなく、研究者たちは論文の中で、Nature Energyに論文を投稿した後、太陽電池をさらに最適化し、26.6%の効率を達成できたと述べています。この成果は、国立再生可能エネルギー研究所（NREL）によって認められています。
Nature Energy誌に掲載された論文で、研究者らは高品質の薄膜ヘテロ接合（HJ）を用いて180.4cm²のセルを作製したと報告している。これは、セル内にシリコンを積層することで、電子状態が存在できないバンドギャップを最小限に抑える手法である。ヘテロ接合の制御は太陽電池メーカーの間では既知の技術であり、パナソニックはこれを活用しており、バッファローのソーラーシティ工場でテスラ向けに製造されるセルにも採用される可能性が高い。また、カネカは独自のヘテロ接合技術を有している。
この記録破りの太陽電池では、カネカの研究者たちは低抵抗電極をセルの背面にも配置し、前面からセル内部に集められる光子の数を最大化しました。また、多くの太陽電池で一般的に行われているように、セルの前面をアモルファスシリコン層と反射防止層でコーティングすることで、セルの構成要素を保護し、より効率的に光子を集めています。