『太陽光パネル、経年劣化による発電量低下問題は、もう解決 ？』2019/12/26

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◆太陽光パネルの技術革新
コスト、発電効率、経年劣化、寿命、重量、形状など、あらゆる項目で、まだまだ急速な進化が止まらない？
10年前から驚くほど劇的に進化したが、次の10年でもさらに劇的に進化する？

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◆太陽光発電の発電コスト
世界各国から大きく遅れていた日本においても、
すでにもう、火力や原発よりも、ずっと安くなった？

※アラブ首長国連邦の丸紅による発電所建設では発電コストが約3円/kWh。仮に2日に1日を雨にして日射量を半分にしたとしても、約6円/kWhでできることになる。
※日本よりも日照条件の悪い欧州では、発電コストが日本の約1/2。
※世界から大きく遅れている日本でも、
・2019年、メガソーラーはFITが終了し競争入札になり、発電コストがすでに約10円以下/kWhに？
・2022年、NEDOは、発電コスト7円相当を目標にしている？
※将来は、Ⅲ－Ⅴ族の薄膜多接合型太陽電池、量子ドット等の新概念の太陽電池、ペロブスカイト太陽電池等、さらに劇的な技術革新が期待される。

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◆太陽光モジュール発電効率NEDO目標（2017年→2025年）
・結晶シリコン：20%→25％
・薄膜シリコン：14%→18％
・CIS：18%→25％
・超高効率（化合物多接合集光型等）：35%→40％
・色素増感：10%→15％
・有機系：10%→15％

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さらに
◆太陽光パネルの経年劣化による発電量低下問題
下記の産総研の研究結果が導入されれば、この問題は安価に解決する？
今でも20年後で発電量80％以上が保証されていたりするが、どうなる？
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もしかして、
100年後で発電量95％以上が保証されるようになる？
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とすれば、それは寿命が約30年から約100年に3倍以上も延びることになるので、それだけで、実質コストが現在の1/3以下になることを意味する？



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『発電損失につながる太陽電池の劣化現象、産総研が低コストな抑制手法を新開発』
太陽電池の性能が短期間で大幅に低下してしまう「PID（電圧誘起劣化）」。産総研がこの現象を安価・簡易に抑制する新たな手法の開発に成功した。
2019/12/19 スマートジャパン

「産業技術総合研究所（産総研）は2019年12月、太陽電池の性能が短期間で大幅に低下する電圧誘起劣化（PID）を、太陽電池セル表面を透明導電膜で被覆するだけで抑止できる技術を開発したと発表した。

PIDは高い電圧を印加することで、太陽電池モジュールの性能が短期間で大幅に低下してしまう現象。特に電圧の高いメガワット級の太陽光発電所では、高電位側の太陽電池セルと太陽電池モジュールのアルミフレームとの間の電位差が1000V（ボルト）前後になる。この大きな電位差によって、カバーガラスに含まれるナトリウムイオンが太陽電池セルに向かって移動することでPIDが生じるとみられているが、詳しいメカニズムは分かっていないという。

このPIDの抑止策としては、太陽電池モジュールの封止材の抵抗率を高める、太陽電池セルの反射防止膜の組成を変えるなどの対策が研究されてきたが、これらはPIDの進行を遅れさせられるものの、完全には抑止できなかった。また、これらの対策によって、製造コスト増や初期変換効率が低下してしまうという課題もあった。

メガワット級の太陽光発電所でのPID発生は、抵抗率の高い封止材や、シリコン組成の大きい窒化シリコン反射防止膜を使用するとある程度抑止されることが、これまで経験的に知られていた。前者の場合は封止材にかかる電界が大きくなり、相対的に反射防止膜にかかる電界が小さくなる。後者の場合は窒化シリコン反射防止膜の導電性が高くなるため、反射防止膜にかかる電界が小さくなると考えられてきた。だが、これらの対策では完全なPIDの抑制には至らない他、製造コスト増や初期変換効率の低下などを招いてしまうという課題もあった。

産総研が今回開発した技術は、表面に反射防止膜がある従来型の結晶シリコン太陽電池セルを、透明導電膜で被覆することにより、反射防止膜にかかる電界を遮蔽（しゃへい）するというもの。通常の結晶シリコン太陽電池セルでは、フィンガー電極が反射防止膜内を貫通してセルのエミッタ層に到達する。そのため、反射防止膜を透明導電膜で被覆すれば透明導電膜とエミッタ層が同電位になり、両者の間にある反射防止膜は遮蔽され、電界がかからなくなる。つまり、太陽電池セルの反射防止膜を透明導電膜で被覆すれば、PIDの発生を抑止できる可能性があるのではないかという仮説だ。

これを検証するために、汎用の単結晶シリコン太陽電池セルの反射防止膜上に、スパッタリング法により透明導電膜であるスズ添加酸化インジウム（ITO）膜を100ナノメートルの厚さで形成。ITO膜で被覆したセルを用いた太陽電池モジュールと、被覆していないセルを用いた太陽電池モジュールを作製し、温度85℃、相対湿度2％以下で、セルに-2000V（ボルト）の電圧をかけるという、比較的厳しい条件で両モジュールのPID加速試験を実施した。

その結果、ITO膜で被覆していない太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールでは、24時間の試験後に出力が初期値の約10％程度にまで低下したのに対し、ITO膜で被覆した太陽電池セルを用いたモジュールでは、1週間の試験後も出力は低下しなかったという。また、この加速試験の結果ならびにこれまでに得られた知見から、ITO膜で被覆した太陽電池セルを用いたモジュールは、実環境下においてもPID発生が十分に抑止されることが見込まれるという」


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No.1 回答者： goo_asdfg 回答日時： 2019/12/27 11:57

太陽光パネルは多くの欠点が確かに少しずつ改善されて行っています。

それで競争力を増しているのは確かです。
しかし電池問題やエネルギー変換効率の問題などで、大きな技術革新が起こらないと、他の発電機器より太陽光パネルが特別優れているという状態にはならないでしょう。

現状では資源を燃料にした火力発電が一番合理的な状態ですし、太陽光パネルは問題が多いです。
ただ日本のようなエネルギー自給率の低い国の場合は、太陽光パネルに限らずとにかくエネルギー自給率を上げる可能性の高い分野の研究開発に政府がどんどんお金をつぎ込むべきですね。それで誰も損しませんので。
投資はその市場の90％が失敗することで成立しているものですので、この分野の技術革新が多方面で進んで、その中から一つ大きな技術革新が起これば良いわけですから、国は積極的に投資を進めるべきですよね。低金利で金余りがずっと続いている訳ですし。