ポリシリコン研究

中国のSoochow Universityの研究グループは、雨天でも発電できる太陽光発電を開発しました。雨滴による摩擦を利用したナノ発電素子（TENG）に、太陽電池セルを統合することで、天候の変動に強い太陽光発電が実現します。

最大短絡電流は33nA、最大解放電圧は2.14V

研究グループは、太陽光と雨滴の両方から発電するため、太陽電池と摩擦発電(TENG)を統合したエネルギー収穫構造を構築しました。TENG素子は、PEDOT:PSS層の上に刷り込み形成するジメチルポリシロキサン（PDMS）で構成されます（図1）。

PEDOT：PSSは、ヘテロ接合シリコン太陽電池とTENGの電極として作用します。加えて、光の反射を低減する効果を持つため、短絡電流密度が増大し、発電量の増加に寄与します。PDMSについては、水滴との接触面積を増加させることで、TENGの出力向上に成功しています。これらの工夫から、最大短絡電流は33nA、最大解放電圧は2.14Vといった数値を実現しています。

論文によると、今回の太陽光発電と摩擦発電を組み合わせたハイブリッド構成は、太陽電池の高電流とTENGの高電圧の利点を組み合わせることで、異なる気象条件からエネルギーを効率的に収収集できるとしています。なお、今回の研究は、アメリカ化学会（ACS）が2月に発行した学術誌「ACS Nano」に掲載されています。また、中国の「Key Technologies R&D Program」など各種の資金支援を受けて研究が進められています。

　新製品は、セルを2分の1サイズにカットしたハーフカットセルを採用することにより、セルの電流値を半分に下げ、セル内部の発電ロスを約4分の1に低減している。また、LRF（Light Redirecting Film）を用いることで、さらに高出力を得ることが可能になり、モジュール1枚あたりの発電量が約10ワット（W）増加した。

　また、セルストリングスを分割し並列に接続を行う新しい配線技術を採用したことにより、パネルに生じる影によって引き起こされる出力損失を大幅に低減させることが可能となった。ヨーロッパやアメリカでは主流となっているモジュールの縦置きで設置を行えば、下部に影がかかった場合においても上部は影の影響を受けずに発電し、出力ロスを抑えることができる。

　同社は新型SPLITMAXモジュールの導入によって、「FIT価格が下がる中、より大きな発電量で収益性に貢献する」としており、これまでの住宅用の単結晶に加え、新製品の多結晶モジュールをメガソーラーや商業・産業用向けに提案する。

本事業は、同社が太陽光発電システムを設置し、自らメンテナンスと故障対応を実施するほか、17年間の契約期間が終了した時点でシステムを事業者に無償で譲渡する予定。その間、事業者は同システムによって発電された電気を自家消費分のみ同社から購入し、余剰電力は同社が固定買取価格制度（FIT）で売電する。

　本事業の第一号となる案件は、横浜市に所在する印刷会社である大川印刷へのシステム設置（約90キロワット）。大川印刷は、本システムからの電力供給に加え再生可能エネルギー由来電力の外部調達を併用することで、2018年中に事業運営に必要な電力の100％を再生可能エネルギー由来の電源から調達する見込みという。