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有機薄膜太陽電池

有機薄膜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。

有機薄膜太陽電池とは

有機薄膜太陽電池とは、電気を通す伝導性の高分子素材(有機半導体)などをフィルム状のプラスティックに吹き付けた構造の太陽電池です。プリンターのようにインク状の有機半導体を塗布することも可能で、軽量で柔軟性がある太陽電池を作ることができるという特徴を持っています。

有機薄膜太陽電池

有機薄膜太陽電池が発電するしくみは、2種類の有機半導体が相互に作用することによって発電します。共役ポリマーなどのドナーと呼ばれる有機電子供与体(π共役系高分子)から、フラーレンなどのアクセプターと呼ばれる有機電子受容体に電子が送られ電流が生まれます。

有機薄膜太陽電池の構造

有機薄膜太陽電池のメリット

有機薄膜太陽電池のメリットは軽量でさまざまな形にフレキシブルに変化できるというものです。基板として硬さのある厚みのプラスチックなどに塗らなければ、布のように折り曲げたりすることが可能です。そのため丸みのある屋根の形状に合わせて有機薄膜太陽電池を張り付けたり、軽いという点から自動車の屋根にも載せることができます。

また結晶シリコン型の太陽電池モジュールに比べて、製造コストが安いというメリットもあります。材料がわずかな量でも作ることができ、ロール状の薄膜太陽電池モジュールなどを大量生産することも可能です。

有機薄膜には着色することも可能ですので、将来的には建築の屋根材や外壁材とセットにして販売される可能性もあります。

有機薄膜太陽電池のデメリット

有機薄膜のデメリットは、変換効率がまだまだ低いという点です。日本の住宅用太陽光発電システムに最も普及している多結晶シリコン型太陽電池モジュールの変換効率が14%程度に対して有機薄膜太陽電池は最大でも11%程度の変換効率しかありません。

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%
有機薄膜太陽電池 7 ~ 11%

しかしながら、2008年時の3.4%の変換効率が2011年時には11%まで変換効率が研究によって向上してきているので、今後の研究によってさらなる変換効率向上が期待されている太陽電池です。

有機薄膜太陽電池のまとめ

  • 電子供与体(ドナー)と電子受容体(アクセプター)の2種類の有機半導体によって発電する太陽電池
  • 軽量でさまざまな形に変化でき、製造コストも安いというメリットがある
  • 変換効率が最大でも11%とあまり高くないというデメリットがある

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