発電効率8.4％の透過型亜酸化銅太陽電池を開発：東芝 透過型亜酸化銅太陽電池

東芝は、タンデム型太陽電池向けに、発電効率8.4％の透過型亜酸化銅太陽電池を開発した。同電池をトップセルにしたタンデム型太陽電池をEVに搭載した場合の試算では、充電なしで1日当たり約35km走行できる。

[EDN Japan]

　東芝は2021年12月、タンデム型太陽電池向けに、発電効率8.4％の透過型亜酸化銅（Cu₂O）太陽電池を開発したと発表した。同社によると、世界最高の発電効率だという。

Cu₂O／Siタンデム型太陽電池模式図

　タンデム型太陽電池のトップセルに用いるCu₂Oは、Cu₂Oの結晶中に生成される酸化銅（CuO）や銅（Cu）などの不純物が、発電効率や光透過性を低下させる原因となっている。

　東芝は、Cu₂O発電層中の微量な不純物をX線回折法によって検出し、数値化した。そして不純物が最小になる成膜プロセス条件を特定することで、優れた発電特性と光透過性を併せ持つ、透過型Cu₂O太陽電池を開発した。

発電効率の試算値が世界最高値を上回る

　この透過型Cu₂O太陽電池を、発電効率25％のシリコン（Si）太陽電池に積層した場合、全体の発電効率が27.4％に達すると試算した。この値は、2021年12月時点でのSi太陽電池の世界最高効率26.7％（同社発表による）を上回る。

　また、今回開発した電池をトップセルにしたタンデム型太陽電池を、EV（電気自動車）に搭載した場合の試算では、充電なしで1日当たり約35kmを走行可能であることが示された。

　同社は、今後も新エネルギー・産業技術総合開発機構の委託事業として、Cu₂O／Siタンデム型太陽電池の目標値となっている、発電効率10％に向けて開発を進める。

　さらに、東芝エネルギーシステムズと共に、量産型のSi太陽電池と同サイズの大型Cu₂O太陽電池の開発に着手した。2023年度に外部評価用サンプルの供給を開始し、2025年度に実用サイズのCu₂O／Siタンデム型太陽電池の製造技術を確立する計画だ。