(Scientists see the light: new solar panel design could lead to wider use of renewable energy)
2020/10/8 英国・ヨーク大学
・ ヨーク大学とポルトガル・ノバ・デ・リスボン大学が、太陽電池の太陽光の吸収能力を 125%に増量させる表面設計を開発。より多くの家庭にエネルギーを供給し、様々な製品に利用可能なより薄く軽量でフレキシブルな太陽光パネルの実現が期待できる。
・ 太陽電池の表面模様をチェッカー盤のような格子縞にすることで光の回折が向上し、光吸収が高まることを発見。再生可能エネルギー部門では、ルーフタイルやキャンプ製品に使用できる軽量な材料による太陽電池の光吸収能力の向上を常に探求している。
・ 太陽電池に使用されるグレードのシリコンの製造は極めてエネルギー集約的であるため、より薄い太陽電池の作製と電池表面設計の改善により、安価で環境に優しい太陽電池を実現できる。
・ 今回開発の表面設計では表面構造付近よりも深部で光をより多く吸収し、さらに高度な他の設計により強化された光吸収能力に匹敵。新設計基準は太陽電池の光捕獲に関する要件を満足するもので、フォトニックアプリケーションを超えた用途と共に、シンプルで実用的だが卓越した光回折構造への道を開く。より薄くフレキシブルな材料での研究の可能性を推し進めて、より多くの製品で太陽エネルギーを利用す会を提供する。
・ 新表面設計原理は、太陽電池や LED 分野だけでなく、音響ノイズシールド、防風パネル、滑り止め表面、バイオセンシングや原子冷却等のアプリケーションにも影響を及ぼす可能性がある。
・ 原理上では、同じ量の光吸収材料で 10 倍多く太陽エネルギーを活用できることになる。薄さが 1/10 の太陽電池では迅速な光起電の展開が可能となり、発電量の増量とカーボンフットプリントの大幅な低減が見込める。
・ 英国のビジネス・エネルギー・産業戦略省(BEIS)は、太陽エネルギーを含む再生可能エネルギーが2020 年の最初の 3 ヶ月において英国の発電量の 47%を占めたことを報告している。
URL: https://www.york.ac.uk/news-and-events/news/2020/research/solar-panel-design-renewableenergy/
＜NEDO海外技術情報より＞
（関連情報)
Optica 掲載論文(フルテキスト）
Light trapping in solar cells: simple design rules to maximize absorption
URL: https://www.osapublishing.org/optica/abstract.cfm?uri=optica-7-10-1377
Abstract
Solar cells can strongly benefit from optical strategies capable of providing the desired broadband absorption of sunlight and consequent high conversion efficiency. While many diffractive light-trapping structures prove high absorption enhancements, their industrial application rather depends on simplicity concerning the integration to the solar cell concept and the process technology. Here, we show how simple grating lines can perform as well as advanced light-trapping designs. We use a shallow and periodic grating as the basic element of a quasi-random structure, which is highly suitable for industrial mass production. Its checkerboard arrangement breaks the mirror symmetry and is shown, for instance, to enhance the bulk current of a 1 µm slab of crystalline silicon by 125%. We explain its excellent performance by drawing a direct link between a structure’s Fourier series and the implied photocurrent, derived from a large and diverse set of structures. Our design rule thus meets all relevant aspects of light-trapping for solar cells, clearing the way for simple, practical, and yet outstanding diffractive structures, with a potential impact beyond photonic applications.
