CIS类将成为发电效率最高的太阳能电池

        从“提高太阳能电池性能所需的3项技术要素”来看，CIS可以说满足了所有条件。

使用其他材料的太阳能电池与CIS太阳能电池的比较

        那么，使用CIS与使用其他材料的太阳能电池相比有何不同呢？

        “CIS半导体可以说是太阳能电池材料中最为均衡的物质。”

太阳能电池的种类和特征（出处：独立行政法人日本产业技术综合研究所光伏发电研究中心

        让我们来具体进行分析。

        首先，与“薄膜硅”相比，结果会是怎样？

        “制作1平方米薄膜硅的成本低廉。但是，由于转换效率低，达到与CIS相同的功率需要其两倍的面积。制造太阳能电池最消耗能源的是玻璃，其次是铝框架。因为最消耗能源的玻璃加倍，制造的铝框架也必须增加，所以薄膜硅在成本上不划算。”

        与有机类色素增感型比较的结果如何？ 

        “与薄膜硅类一样，因为转换效率低，在制造达到实用水平的产品时，总生产成本居高不下。因为需要电解质溶液，所以无法确保稳定性，而且没有耐久性。不过，如果能够实现若干革新性改进，这种电池也是有前途的。”

        那么，相比与CIS同属“化合物类”的“镉（Cd）碲（Te）”薄膜太阳能电池又是如何？

        “一提到镉，估计大多数人都会想到毒性。而且，碲也是具有毒性的物质。CdTe太阳能电池的实际结构是CdS/CdTe的形式，因此镉（Cd）的使用量较多。虽然有研究报告称化合物CdTe的毒性低于这两种金属各自的毒性，但从设置到废弃，各个环节估计都需要严加管理。而且，镉和碲都是稀有金属，今后要大量普及，材料采购将成为非常重大的课题。”

        如此一来，CIS最大的对手果然还是结晶硅类。

        前面已经说过，使用CIS不仅可削减电池厚度，而且材料成本和能源成本也相应降低。另一方面，“转换效率不及结晶硅类”一直是CIS的弱点。栗谷川本部长自信地说：“不过，现在的CIS在转换效率方面已经与结晶硅类相差无几。在不久的未来，几年内人们就会认识到CIS是转换效率最高的太阳能电池。”

        “从市面上的太阳能电池来看，转换效率最高的多晶硅刚刚逼近18％。但模块化之际，效率会降低1～2个百分点，实际效率估计在15～16％之间。而CIS太阳能电池包括死区在内，在具有所有模块要素的30cm见方的状态下，转换效率已经达到了17.2％。”

        由此可见，近年来一直被视为CIS太阳能电池弱点的“转换效率”也已经提高到了与结晶硅类匹敌的程度。

CIS类太阳能电池的能源转换效率。2011年3月在厚木调查中心，Solar Frontier的CIS薄膜太阳能电池以30cm见方的子模块开口部面积（包含面板间的缝隙等死区的面积）实现了世界最高的能量转换效率17.20％。

CIS太阳能电池在实际发电中发挥优势

        转换效率提高到顶级的CIS薄膜太阳能电池的实力在实际利用太阳光发电时得到充分发挥。已有验证结果表明“CIS太阳能电池几乎通年都比其他种类的太阳能电池发电量多”。最终CIS太阳能电池与结晶硅类太阳能电池相比，一年里也多发电约8％。

CIS太阳能电池与结晶硅类太阳能电池的发电量比较 【比较项目】1kW系统发电容量的平均实际发电量（kWh/kWp） 【数据收集条件】2009年9月～2010年8月　Solar Frontier室外评价系统 ●结晶硅类太阳能电池：SJK175（175W）8串联×3并联 4.20kw ●CIS太阳能电池：SC75-A（75W）5串联×6并联 2.25kW ●设置场所：神奈川县厚木市（Solar Frontier 厚木调查中心内） ●设置条件：正南偏东20度，经纬角20度，设置于平屋顶上。（点击放大）

        之所以产生如此差距，栗谷川解释说：“一个原因是光照效应。这一点在本公司的CIS太阳能电池上体现的尤为明显，由于照射太阳光后有转换效率增加的现象，因此，从接到的反馈来看，输出功率比工厂供货时要高出5～10％左右。”简直就像受到光照而成长一样输出功率会升高。

        而且，在实际使用条件下，当组装成“太阳能电池板”实际投入使用后，还会显示出CIS太阳能电池的优势。

        “首先可以举出的是‘CIS太阳能电池不怕阴影’。”

        结晶硅类太阳能电池是由几厘米到十几厘米见方的硅晶模块串联而成。如果其中之一被树影遮挡，或是因脏污而无法发电，串联电路就会断路，导致整块面板停止发电。

        但CIS太阳能电池是在不到1.7平米的长方形面板上排列宽度为数毫米的细长条状模块，就算有阴影遮挡，或是部分脏污，也不会出现整个模块瘫痪的现象。因此，串联电路也不会断路，发电也可以正常进行。

（点击放大）	（点击放大）

        如此一来，在部分面板受到遮挡时，CIS太阳能电池与结晶硅类太阳能电池在发电能力上就会产生很大的差异。

        而且，太阳能电池有温度越高发电能力越低的性质。因此，太阳能电池板的发电量也与“太阳能电池是否耐高温”密切相关。

        “化合物类的温度系数比结晶硅低。也就是说，即使受太阳光照射，温度上升，与结晶硅类太阳能电池相比，CIS太阳能电池的发电功率并不会有太大的下降。”

        不怕阴影、受到光照发电效率增加、耐高温。

        这3个条件造就了CIS太阳能电池优秀的实际发电能力。

        不过，既然如此优秀，为何制造销售CIS太阳能电池的却只有Solar Frontier一家？

        “这个问题的答案与我们为什么从20年前就开始进行研究，但着手推出CIS太阳能电池商品却是在几年前的原因是一样的。”

        “稳定且大量地制造大面积的CIS太阳能电池在技术上非常困难。为了实现稳定量产，我们20年来一直都在进行研究和开发，不断磨炼技术。我们的优势在于同时开展了工艺开发和装置开发。这一点意义重大”，道出这番话时，栗谷川本部长的眼中闪烁着自信的光芒。《日经流行信息网》特约撰稿人：佐保圭）