2019年2月15日金曜日

太陽光パネルの素材(単結晶シリコンと多結晶シリコン)



皆さま、こんにちわ。
今日は太陽光発電でのパネル生産工程での素材について、
耳にしたことがあるかとは思われますが、太陽光パネルで主流の
単結晶シリコンのパネルと多結晶シリコンの2TYPEについて
のお話をさせてもらえればと思います。

まず、太陽電池の要である半導体に使用されているのがシリコンです。
ケイ素(「水兵 リーベ 僕の船 七曲がるシップス クラークか」のSiです。)
とも呼ばれ、地殻中に埋蔵されているケイ石という鉱物がその素材です。
そしてこのケイ石を加工したものが単結晶シリコンや多結晶シリコンです。

両者の違いとしては、
【単結晶シリコン】
安定した発電効率と、出力の高さは抜群。多結晶シリコンより発電効率が
高く、狭い面積でもまとまった発電量が期待できるので人気です。

【多結晶シリコン】
単結晶と比べるとやや発電効率が低いのですが、価格が安いのがメリッ
トです。

両TYPEともに、その材料に前述の通り、ケイ石から作られる
点では共通してるのですが、その製造工程が異なる為、この2TYPE
ができることとなるわけだそうです。何を言いたいかというと、
製造者の方々も、単結晶、多結晶を意図的に変えて作ろうとしている
わけではなくという点です。ちょっとびっくりですよね。

その製造過程についてですが、ケイ石を溶かしてインゴット
(=金属を加工しやすいように溶かして固めたものの事です。)
状にし、それを切り出したものが「単結晶パネル」になります。
→ケイ石を直接切り出しているので、シリコン結晶の純度が高く発電効率
がよくなるわけです。

これに対し、「多結晶パネル」は、単結晶パネルと作るときに切り出さ
れたケイ石の削りかすを再利用・再加工して作られています。
単結晶パネルを作る際、ケイ石のインゴットを100パーセント使用できる
わけではなく、どうしても細かなケイ石の破片ができてしまうんだそうです。

ステーキと挽肉の違いみたいなイメージかと。ちょっと違います(笑)?

パネルの素材であるシリコンを、
単一結晶で作ったものが単結晶、細かな結晶を
組み合わせて作ったものを多結晶と捉えれば、何故、単結晶の方が
発電効率がいいのかが分かり易いと思います。

また、この2TYPEは見た目にも違いありです。

単結晶パネルはケイ石をそのまま切り出しているため、パネルの色に
ムラがなく綺麗な見た目をしており、
対し、
多結晶パネルの方はケイ石の破片を再加工して作られているため、色に
ムラがありマーブル模様のように見えるのが特徴
と言われています。

以上、今回は、太陽光発電を手掛けられる方でしたら、まず耳にすること
がありそうな太陽光パネルの単結晶シリコンと多結晶シリコンとについて
でした。ご参考までに。


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