CIGS ソーラー パネルは、薄膜太陽光発電材料を使用します。この材料は銅、インジウム、ガリウム、セレンを混合したものです。 CIGS技術は先進的で高効率です。柔軟性と軽量性にも優れています。 CIGS で作られた柔軟なソーラー パネルは、さまざまな表面にフィットします。軽量の設置に適しています。 CIGS パネルは安定した出力を提供します。高温でも効果を発揮します。シリコンパネルは熱帯地域ではより変化することがよくあります。多くの用途で CIGS のメリットが得られます。これは、軽量で柔軟な太陽エネルギーが必要な場合に当てはまります。
CIGS ソーラー パネルには、銅、インジウム、ガリウム、セレンで作られた薄くて曲がりやすい層があります。これにより、軽量になり、さまざまな表面で簡単に曲げることができます。
これらのパネルは、暑くて変わりやすい天候でも効果を発揮します。多くの場合、シリコンパネルよりも安定した電力を維持します。
CIGS パネルは、湾曲した屋根、自動車、ポータブル デバイスに取り付けることができます。硬いシリコンパネルが取り付けられない場所にも使用できます。
現時点では、CIGS パネルはコストが高く、シリコン パネルほど一般的ではありません。しかし、CIGS テクノロジーは急速に進歩しており、より一般的になりつつあります。
将来的には、より優れた材料、賢い製造方法、柔軟な設計により、CIGS パネルの機能が向上し、コストが削減され、より頻繁に使用されるようになるでしょう。
CIGS ソーラーパネルは、主材料として銅インジウムガリウムセレン化物を使用しています。この材料は CIGS 技術の中心です。これらのパネルは薄膜太陽電池グループの一部です。 CIGS 薄膜ソーラー パネルは軽く、曲げることができます。曲面にも簡単にフィットします。これがシリコンパネルとは異なります。 CIGS ソーラー パネルは、非常に薄い層で太陽光を取り込みます。この層の厚さは多くの場合 2 マイクロメートル未満です。薄い層は、より少ない材料で太陽光をエネルギーに変換するのに役立ちます。製品における CIGS 太陽電池効率は通常 13% ～ 18% です。実験室では、CIGS 太陽電池の効率は最大 23.35% に達しています。これらのパネルは、通常の使用と柔軟な使用の両方に適しています。
注: CIGS 薄膜ソーラー パネルは、車両、携帯機器、建物の壁など、重量と柔軟性が重要なプロジェクトに選ばれています。
CIGS テクノロジーは 1970 年代に始まりました。研究者が最初に得たのは 単結晶CIGS太陽電池の効率12% 。時間が経つにつれて、科学者は薄膜吸収体とその方法を改良してきました。彼らは、共蒸着やスパッタリングなど、CIGS 層を形成する新しい方法を発見しました。大きなステップには次のようなものがあります。
効率を高めるガリウム合金化
パフォーマンスを向上させるためにナトリウムを追加する
ガラスの代わりに柔軟な金属とポリマーを使用
ガラス上で 17.6%、フレキシブルスチール上で 18.6% という記録的なモジュール効率を達成
CIGS 技術は現在、第 2 世代の薄膜太陽電池の一部となっています。結晶シリコンパネルよりも安価で柔軟な選択肢が得られます。
CIGS ソーラー パネルには多くの重要な機能があります:
| メトリック | 値/範囲 | メモ/コンテキスト |
|---|---|---|
| ラボの効率 | 最大23.35% | 制御されたラボ設定で最高の効率を達成 |
| 商業効率 | 13% - 18% | 市販の CIGS パネルの一般的な効率範囲 |
| 製造上の利点 | エネルギー使用量の削減、柔軟な基板、優れた耐熱性 | コストとパフォーマンスの向上に貢献 |
| 潜在的なコスト削減 | ロールツーロール製造 | 大幅なコスト削減が期待できる |
CIGS パネルは軽くて曲げることができるため、特殊な設置に適しています。
暑い気候や日陰があるときに効果を発揮します。
CIGS 薄膜ソーラー パネルは、建物の壁、電気自動車、ポータブル電子機器に使用できます。
CIGS ソーラーパネルの市場は成長しています。 2033 年までに 311 億ドルに達し、毎年 10% 成長する可能性があります。
CIGS テクノロジーは向上し続けています。科学者たちは、それをさらに効率的で環境に優しいものにするために取り組んでいます。
CIGS ソーラー パネルにはいくつかの薄い層があります。主層は銅インジウムガリウムセレン化物です。この層は太陽光をよく吸収します。わずか1マイクロメートルの厚さでも機能します。がある 一般的なパネルの 6 つのレイヤー:
基板（ガラス、プラスチック、スチール、またはアルミニウム）
モリブデン (Mo) 背面電極
銅インジウムガリウムセレン化物 (CIGS) 吸収体
硫化カドミウム (CdS) バッファー
透明導電性酸化物 (TCO)、多くの場合酸化亜鉛 (ZnO)
保護用の封止材
各レイヤーは何か特別なことを行います。基板はパネルを一緒に保持します。 Mo 層は電子の収集に役立ちます。 CIGS層は光を取り込み、電気を生成します。 CdS バッファは、レイヤーが適切に連携するのに役立ちます。 TCO は光を通過させ、電気を動かします。メーカーは蛍光 X 線などのツールを使用して各層の厚さをチェックします。これにより、パネルの機能が向上し、長持ちします。
注: 基板の種類によって、パネルの重さや曲がりやすさが変わります。ポリイミド箔は軽いのでパネルを曲げることができます。
CIGS 太陽電池の製造には特別な手順が必要です。共蒸着とセレン化という 2 つの主な方法が使用されます。共蒸着では、金属は真空中で加熱されます。それらは基材上に着地し、滑らかな層を形成します。セレン化は金属層から始まります。次に、パネルはセレン蒸気と接触し、CIGS 層が形成されます。
どちらの方法でも優れたパネルを作成できます。共蒸着により、最も効率的なパネルがいくつか作られました。セレン化もソーラーフロンティアの20.9％と同様に高い効率に達している。セレン化は大きなパネルを迅速に製造するのに適しています。このプロセスでは、銅、インジウム、ガリウムの適切な混合を維持する必要があります。小さな変更により、パネルが生成する電力量が変化する可能性があります。混合を均一に保つことで、パネルがどこでもうまく機能するようになります。
新しいアイデアにより、CIGS パネルの機能が向上し、より曲がりやすくなります。科学者はガリウムの量を変更してバンドギャップを調整します。これにより、パネルがより多くの太陽光をキャッチし、エネルギー損失が少なくなります。基板から、または特別な手順によってナトリウムを追加すると、より多くの電荷が移動し、小さな問題が解決されます。
フレキシブル CIGS パネルは、ベースとしてポリイミド フォイルを使用します。これらのパネルは軽いので曲げることができます。ガジェットや湾曲した場所に適しています。一部のフレキシブルパネルは効率が 22% 以上に達しています。科学者は特別なツールを使用して各層の品質をチェックします。これらのチェックは、引き続き正常に動作するパネルをより多く作成するのに役立ちます。
| パラメータ | 値/範囲に関する | 注意事項 |
|---|---|---|
| シミュレートされた最大効率 | 31.15% | 吸収体の厚さ 1.0 μm の特別な裏面フィールド層を備えています。 |
| 効率 (柔軟な CIGS) | 22.2% | ポリイミド箔基板上で実現。 |
| 吸収体の厚さ | ～1.0μmで最適 | 吸収と再結合のバランスをとり、最高の効率を実現します。 |
| 重量の利点 | 軽量基板 | 柔軟で持ち運び可能なソーラーパネルを実現します。 |
画像出典: ピクセル
CIGS 薄膜ソーラー パネルは、多くの場所でうまく機能します。最高効率は 23.4% です。単結晶シリコンパネルは26.7%に達する可能性があります。多結晶シリコンパネルは最大24.4%に達する可能性があります。購入できるほとんどの CIGS パネルの効率は 13% ～ 18% です。実験室では、CIGS パネルがさらに優れた性能を発揮します。
CIGS パネルは晴天でも曇天でも機能します。太陽光が変化しても発電し続けます。 CIGS セルは短絡電流密度が高くなります。これは、さまざまな光レベルで作業するのに役立ちます。暗い場所でも曲線因子と開回路電圧は安定しています。そのため、CIGS パネルは曇りの日でも他の薄膜パネルに比べて電力損失が少なくなります。
CIGS パネルは暑い気候でも電力損失が少なくなります。温度が 10 K 高くなると、CIGS パネルはシリコン パネルよりも約 1% 多くのエネルギーを生成します。クウェートのような暑くて日当たりの良い場所では、CIGS パネルはシリコン パネルよりも 1.8% 優れた性能を発揮します。このため、CIGS は高温の屋上に最適です。
| メートル法 | CIGS 薄膜ソーラーパネル | 単結晶シリコンパネル | 多結晶シリコンパネル |
|---|---|---|---|
| 記録された最高効率 | 23.4% | 26.7% | 24.4% |
| 温度係数 | -0.36%/℃ | -0.446%/℃ | -0.387%/℃ |
| ワットあたりのコスト | $0.60/W | $0.16 - $0.46/W | $0.24/W |
CIGS 薄膜ソーラー パネルは、天候や暑さが変化しても正常に動作し続けます。このため、多くの太陽光発電プロジェクトに適しています。
CIGS 薄膜ソーラー パネルのコストは 1 ワットあたり約 0.60 ドルです。これは、ワットあたり 0.16 ～ 0.46 ドルのコストがかかるほとんどのシリコン パネルよりも高額です。シリコンパネルは太陽光発電市場で最も一般的です。 CIGS パネルは世界市場の約 2% しか占めていません。 CIGS はそれほど人気がありませんが、改良され続けています。
CIGSソーラーパネル市場は成長しています。アジア太平洋は最大の市場です。北米と欧州も急速に成長しています。軽くて曲がりやすいソーラーパネルを求める人が増えています。このため、CIGSパネルの人気がさらに高まる可能性があります。
CIGS パネルを製造する新しい方法により、パネルの効率が 20% 以上向上しました。
CIGSパネルの世界市場は2024年に約38億9000万ドルの価値がある。
アジア太平洋地域はコストが低く、太陽光発電の利用が多いため、最大のシェアを占めています。
CIGS パネルは軽くて曲がりやすいことで知られています。メーカーはCIGS薄膜ソーラーパネルをプラスチック、ガラス、金属上に設置できる。これにより、パネルを曲げて湾曲したものにフィットさせることができます。柔軟な CIGS パネルは、車、屋根、小型デバイスの周囲に巻き付けることができます。
| テクノロジー | 耐久特性 | 柔軟性特性 |
|---|---|---|
| CIGS | 水の侵入を防ぐために特別なフィルムが必要です。保護しないと湿気によって損傷する可能性があります。 | 柔軟なプラスチックで作ることができます。作り方によっては、アモルファスシリコンと同じくらい曲がりやすいものもあります。 |
| アモルファスシリコン | とても厳しいです。破損した場合、破損した部分のみが動作しなくなります。 | 非常に柔軟。小さなものに巻きついたり曲がったりする可能性があります。 |
| 結晶シリコン | 壊れやすくなります。新しいデザインは役に立ちますが、それでもクラックが発生する可能性があります。 | 大きな曲線の周りで少し曲げることができますが、CIGS やアモルファス シリコンほどではありません。 |
CIGS パネルは結晶シリコン パネルほど割れにくいです。これは、小さな衝撃や曲がりによってもそれほどパワーを失わないことを意味します。アモルファス シリコン パネルは最もよく曲がりますが、CIGS パネルは曲がりやすさと強度をうまく組み合わせています。
ヒント: 柔軟な CIGS 薄膜ソーラー パネルは、硬いパネルが収まらない場所に最適です。
CIGS 薄膜ソーラー パネルは、現実の多くの場所で安定した電力を供給します。明るい日差しでも薄暗い日差しでもうまく機能します。温度係数が優れているため、暑い天候でもパワーが持続します。 CIGS パネルは、高温になると電力損失が少なくなります。これにより、屋上や暑い場所でもスマートに使用できます。
CIGSパネルが作る 10 K 上昇するごとに、シリコン パネルよりも 1% 多くのエネルギーが発生します。 温度が
強い太陽と熱の中で、CIGS パネルはシリコン パネルよりも最大 1.8% 多くのエネルギーを生み出すことができます。
CIGS パネルは、雲が通過したり光が落ちたりしても、曲線因子と電圧を安定に保ちます。
暗い場所では、CIGS パネルはシリコンより多くの電圧を失う可能性がありますが、新しい材料がこれを解決するのに役立ちます。
バンドギャップの調整やナトリウムの添加などの新しいアイデアにより、CIGS パネルはより優れた安定したものになります。バンドギャップを 1.00 ～ 1.11 eV の間で変更すると、CIGS パネルがより多くの太陽光をキャッチできるようになります。バックコンタクトにナトリウムを添加すると、吸収層がより良く、より強力になります。これらの変更により、CIGS パネルは高出力を維持し、より長く使用できるようになります。
| イノベーションの側面の | 定量的証拠/結果 |
|---|---|
| バンドギャップ調整 | パネルの製法を変えることでバンドギャップを1.00～1.11eVの間で設定可能。 |
| ナトリウムの取り込み | バックコンタクト内のナトリウムにより吸収性が向上し、デバイスがより安定します。 |
| 表面形態 | パネル作成後の滑らかな表面は、吸収層が高品質であることを示しています。 |
| バッファ層の比較 | CdS バッファ パネルはより多くの電力を生成しますが、In2S3 バッファはより安全で、無駄がほとんどありません。 |
| 太陽光発電の性能 | CdS ベースのパネルは In2S3 ベースのパネルよりも優れていますが、研究ではどちらも他の CIGS パネルよりも優れています。 |
| プロセスの拡張性 | 柔軟なガラス上にパネルを作成すると、拡張が容易でコストが節約できるため、バンドギャップ調整を実際の製品に使用できます。 |
CIGS 薄膜ソーラー パネルは軽くて曲がりやすく、優れた電力を生成します。屋上やポータブル機器など、さまざまな場所で活躍します。その安定した電力と新しい材料のアイデアにより、将来の太陽エネルギーの有力な選択肢となります。
フレキシブルソーラーパネルは、 建物の太陽エネルギーの使用方法を変えました。これらのパネルは、太陽光屋根板やファサードなど、建物に組み込まれた太陽光発電の一部です。建設業者は、湾曲した屋根や壁にフレキシブル PV モジュールを設置できます。そのため、新しい建物のデザインに最適です。パネルは軽いので、簡単に設置できます。重いフレームは必要ありません。多くの都市の建物は、電力供給とモダンな外観を実現するために、フレキシブルなソーラー パネルを使用しています。これらのパネルは、光熱費を削減し、グリッド電力の使用量を減らすのに役立ちます。
柔軟なソーラーパネルは、平らでない表面でもうまく機能します。 RV、ボート、テントで使用されています。パネルは最大 30 度まで曲げることができ、湾曲した屋根にフィットします。フレキシブル PV モジュールは軽いため、持ち運びや設置が簡単です。多くのキャンパーやハイカーがこれらのパネルを屋外で使用しています。一部のモデルの重量はわずか 4 ～ 10 ポンドで、通常のパネルよりもはるかに軽量です。ユーザーは接着剤、ベルクロ、または磁石で貼り付けることができます。これにより、セットアップが迅速かつ簡単になります。パネルには天候から保護するコーティングが施されているため、屋外での使用でも長持ちします。これらの機能により、フレキシブル ソーラー パネルはポータブル ギアやオフグリッド旅行に最適な選択肢となります。
フレキシブル PV モジュールは、公益事業や特別なプロジェクトでも使用されます。一部の太陽光発電所では、でこぼこした土地での迅速な設置のためにこれらのパネルを使用しています。電気自動車やボートは、移動中にバッテリーを充電するためにフレキシブルなソーラーパネルを使用しています。ウェアラブル デバイスやポータブル電子機器もこれらのパネルを使用します。軽くて曲がりやすい形状なので、ソーラー バックパックや湾曲した充電器など、クールなものを作ることができます。 CIGS パネルは、太陽光発電車両や建物の壁に使用されています。柔軟なソーラーパネルは、硬いパネルが設置できない場所に電力を供給するのに役立ちます。その柔軟性は、太陽光発電技術における多くの新しい用途に役立ちます。
注: 実際のテストでは、フレキシブル ソーラー パネルがあらゆる種類の天候で良好に機能することが示されています。高湿度での電力損失が少なく、ほこりや雨にも耐えることができます。そのため、さまざまな用途に最適です。
| アプリケーションのタイプ | 主な利点 | 使用例 |
|---|---|---|
| ビル一体型 | シームレスなデザイン、軽量 | ソーラー屋根板、ファサード |
| ポータブル/曲面 | 簡単なインストール、柔軟な | RV、ボート、テント |
| ユーティリティ/特化型 | 適応性のある創造的な用途 | 乗り物、ウェアラブル |
科学者たちは、CIGS ソーラー パネルをさらに改良するために取り組んでいます。新しい素材とデザインは、パネルがより効率的に機能するのに役立ちます。たとえば、銀の合金化と特殊なガリウムのグレーディングを使用すると、 効率23.6% 。最大 23.75% の効率を測定した研究所もあります。これらの新しい処理により、吸収層の機能が向上し、エネルギー損失が少なくなります。これは、CIGS テクノロジーが向上し続ける可能性があることを意味します。
エンジニアは、パネルが長持ちし、製造が容易になることを望んでいます。彼らは特別なツールを使用して各層をチェックし、抵抗損失を低減します。 モノリシック直列相互接続 により、パネルがより高い電圧を生成し、熱損失が少なくなります。これらの変更は、ソーラーパネルが実際の生活でより良く機能するのに役立ちます。
ロボットとスマートテクノロジーにより、CIGS パネルの製造方法が変わりつつあります。多くの工場では、ロボットと AI を使用して、より迅速に、より少ないミスでパネルを製造しています。スマート ソーラー システムは、センサーとモノのインターネット (IoT) を使用して、パネルをリアルタイムで監視します。これらのシステムは、問題を早期に発見し、太陽エネルギーを良好に稼働し続けるのに役立ちます。
薄膜でフレキシブルなCIGSパネル は軽量で、さまざまな場所にフィットします。
AI と IoT により、スマート ソーラー システムはリアルタイム データを使用できるようになります。
スマートパネルは、2025 年までにホームオートメーションと連携するようになる可能性があります。
CIGS ソーラーパネルの将来は明るいようです。効率の向上、コストの削減、新たな用途が市場の成長に貢献します。太陽光屋根板やファサードなどの建物に組み込まれた太陽光発電は、CIGS を使用して新しい方法で太陽エネルギーを収集します。クリーン エネルギーを望む人が増えており、政府は有益な規則で太陽光発電プロジェクトを支援しています。
CIGS テクノロジーが向上するにつれて市場は成長します。
柔軟な CIGS パネルは、建物や携帯機器に新たな用途をもたらします。
自動化と AI により、太陽エネルギーはより安価で信頼性の高いものになります。
スマートグリッドやストレージと接続すると、CIGS パネルの価値が高まります。
これらの傾向は、CIGS ソーラーパネルが将来的により重要になることを示しています。テクノロジーが進歩するにつれて、CIGS パネルはより効率的で柔軟になり、手頃な価格になります。
CIGS ソーラー パネルは薄いため、曲がる可能性があります。シリコンパネルは硬くて重いです。 CIGS パネルは、湾曲したものや小さなガジェットに適しています。効率的で特殊な用途に適しています。シリコンパネルはワット当たりのコストが安くなります。世界で最も使用されているタイプです。 CIGS 市場は急速に成長しています。 2033 年までに 79 億 3,000 万ドルの価値になる可能性があります。
| アスペクト | CIGS 市場の見通し |
|---|---|
| 2024 年の市場価値 | 32億1,000万ドル |
| 2033 年の予測 | 79億3,000万ドル |
| 主要な成長原動力 | 効率、柔軟性、新しいアプリケーション |
自分のニーズに合わせて適切なパネルを選択する必要があります。科学者たちは、将来に向けて CIGS パネルをより良いものにするために努力を続けています。
CIGS パネルには、銅、インジウム、ガリウム、セレンで作られた薄い層があります。シリコンパネルは厚いシリコンを使用しています。 CIGS パネルはシリコン パネルよりもはるかに軽量です。曲げてさまざまな形状にフィットさせることができます。シリコンパネルは重く、曲がりません。
はい、CIGS パネルは湾曲した屋根や車両に合わせて曲げることができます。ポータブル デバイスでも動作します。そのため、柔軟なパネルが必要な特別なプロジェクトに最適です。
ほとんどの CIGS ソーラー パネルは 20 ～ 25 年間動作します。きちんとお手入れをすれば、さらに長持ちする可能性があります。多くの会社が保証を提供しているので安心です。
CIGS パネルはシリコン パネルよりも使用する材料が少なくなります。作るのに必要なエネルギーも少なくて済みます。多くの企業は廃棄物を削減するために古いパネルをリサイクルしています。これは環境の保護に役立ちます。
はい！ CIGS パネルは高温でも発電し続けます。暖かくなるとエネルギーの損失が少なくなります。そのため、日当たりの良い場所に適しています。
ヒント: 最良の結果を得るために、パネルの保証とケアガイドを必ずお読みください。
