太陽電池は、すでに実用化されているもの、実用化されつつあるもの、研究段階にあるものを含めると、実にさまざまな種類のものがあります。
材料別に見ると、シリコンを材料とする「シリコン系」、化合物を材料とする「化合物系」、有機化合物を材料とする「有機系」に大別されます。シリコン系は、シリコンがどのような状態で使されているかによって、「結晶シリコン系」と「アモルファスシリコン」に、化合物系は、使用する元素の組み合わせによっ、「Ⅲ-V族系」、「H-VI族系」、「CIS/CIGS系」に分けられます。
このほか、材料の厚さによって「バルク系」と「薄膜系」、接合によって「単接合」と「多接合」、利用形態によって「集光型」と「非集光型」といった分け方もあります。
●太陽電池の主な分類
リコン系太陽電池は、結晶シリコン系とアモルファスシリコンに大別されます。
結晶シリコン系は、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池に分けられます。
結品シリコン系は、現在、世界の太陽電池推定生産量の約80%を占め、製造技術も確率されており、変換効率が高く、長寿命で信頼性の高い太陽電です
シリコンは、酸素に次いで地球の地殻中に大量に存在する元素ですが、単独では存在していません。
石英などの二酸化シリコンという形でケイ石やケイ砂に存在しています。
この状態からに酸素を切り離しても、不純物を多く含むため、太陽電池には使えません。
この不純物を取り除くために加熱や還元といった複雑な工程を経て製造されます。
●単結晶シリコン太陽電池
単結品シリコン太陽電池は、各種太陽電池の中でもっとも歴史があり、現在実用化されている太陽電池の中では、性能が優れて
います。
モジュール変換効率は15~19%程度で、モジュールの形状は10~12.5cm角の正方形です。
1954年にアメリカのベル研究所のピアソンら3人の研究者によって世界で初めて開発された太陽電池も、単結品シリコン太陽
電池でした。
ここで、単結品シリコン太陽電池セルの製造方法を見てみましょう。
一般的な製造方法のチョコラルスキー(CZ)法になります。
製造工程は、ウェハを作る段階、pn接合を作る段階、電極を取り付ける段階があります。