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CIS太陽電池

CIS太陽電池とはどのような特徴を持っているのでしょうか?メリット・デメリットも解説しています。

CIS太陽電池とは

CIS太陽電池とは、銅(Cu)、インジウム(I)、セレン(Se)の3種類の元素を組み合わせて生成された化合物半導体という薄膜を利用して発電する太陽電池で、それぞれの元素の頭文字を合わせてCIS太陽電池と呼ばれます。

CIS太陽電池の構造

CIS太陽電池は光を吸収しやすいという特徴を持っているため、発電層であるCIS化合物層の厚さを2~3μmまで薄くすることができます。シリコン型の太陽電池モジュールが200~300μmなので薄さは約1/100で済みます。

CIS太陽電池のメリット

CIS太陽電池にはいくつかのメリットがありますが、まず1つ目として暑さに強いという利点があります。CIS太陽電池は結晶シリコン型の太陽電池に比べて「温度係数」が高いとされています。温度係数とは素材の温まりにくさを示す数字で、同じ炎天下の元に置いてもCIS太陽電池は熱を持ちにくく、そのため暑い夏でも変換効率が低下しにくくなっています。

2つ目のメリットは影になっても発電量が落ちにくい構造をしているという点です。結晶シリコン型の太陽電池モジュールは、太陽電池(セル)が直列につながっているので1つの太陽電池(セル)に影がかかると太陽電池モジュール全体の電流が流れにくくなります。

対してCIS太陽電池は影がかかった部分のみが発電しにくくなるので、影がかかっていない部分では発電することができます。そのため設置環境の影響を受けやすいデメリットも起きにくい太陽電池モジュールです。

CIS太陽電池に影がかかった場合

3つ目のメリットは製造コストが安いという点です。以前は研究開発もあまり進んでおらず多結晶シリコン型の太陽電池モジュールに比べると商品単価は高価でした。最近ではCIS太陽電池の製造研究開発も進み、シリコンの原料価格が高騰したこともあってCIS太陽電池も市場に出るようになり普及が進んでいます。

CIS太陽電池のデメリット

CIS太陽電池のデメリットとして変換効率の低さがあります。CIS太陽電池はまだまだ住宅用太陽光発電システムとして最も普及している多結晶シリコン型に比べると変換効率は低いと言われていますが、最近の研究では17.2%という高い変換効率を実現しています。

太陽電池モジュールの種類 変換効率
多結晶シリコン型 12 ~ 16%
CIS太陽電池 9 ~ 14%

また経年劣化もしにくいと言われているので、これからの研究開発によってCIS太陽電池のコストダウンと性能アップが期待されています。

参考リンク
・ソーラーフロンティア:CIS太陽電池の特徴

CIS太陽電池のまとめ

  • 銅(Cu)、インジウム(I)、セレン(Se)から構成される化合物半導体によって発電される太陽電池
  • 熱や影に強く製造コストが安いというメリットがある
  • デメリットとして変換効率がまだまだ高くない点があり、今後の研究開発が期待される

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