薄膜ソーラーパネルは、軽くて曲がりやすいソーラー製品を作るために特殊な材料を使用しています。これらのパネルは通常のシリコンパネルとは異なります。薄膜ソーラーパネルは曲げることができ、重量もそれほどありません。そのため、湾曲した屋根やポータブル充電器などに適しています。フレキシブルな薄膜パネルは、建材やライトフレームの一部として使用できます。通常のシリコンパネルは、1キログラム当たりより多くの電力を生成します。ただし、軽量化と柔軟性が必要な場合には、薄膜パネルの方が適しています。
| メトリック | 値 |
|---|---|
| 薄膜太陽光発電市場規模（2022年） | 48億ドル |
| 予測市場規模（2030年） | 151億ドル |
| 年間複利成長率 (CAGR) (2023-2030) | 15.6% |
| 発電量比較 | 従来のシリコン パネルは、薄膜パネルに比べて 1 キログラムあたり 18 倍の電力を生成します |
| 重量比較 | 従来のシリコンパネルは薄膜パネルの100倍重い |
| 最大の地域市場シェア | アジア太平洋（中国、インド、日本、韓国が主導） |
薄膜ソーラーパネルは通常のものほどうまく機能しません。しかし、人々は今でも、軽くて曲がりやすい、特別な用途でそれらを好んでいます。
薄膜ソーラーパネルは軽く、曲げることができます。そのため、湾曲した屋根やポータブル デバイスに適しています。特殊なデザインにも適しています。
シリコンパネルよりも製造コストと設置コストが低くなります。しかし、通常は消費電力が低くなり、より多くのスペースが必要になります。
薄膜パネルにはさまざまな種類があります。これらには、アモルファス シリコン、テルル化カドミウム (CdTe)、セレン化銅インジウム ガリウム (CIGS) が含まれます。各タイプには独自の強みとコストがあります。
薄膜パネルは、暑い天候や曇りの天候ではシリコン パネルよりも優れた性能を発揮します。暖かいときや薄暗いときは、電力損失が少なくなります。
ほとんどの薄膜パネルの寿命は 10 ～ 20 年です。これはシリコンパネルの 25 ～ 30 年よりも短いです。
軽くて柔軟性があるため、装着が簡単で安価です。これにより、人件費と取り付けコストが削減されます。
薄膜太陽電池技術は、特にアジア太平洋地域で急速に成長しています。新しいアイデアにより、機能が向上し、コストが削減されます。
薄膜パネルは、電力や長寿命よりも重量、形状、価格が重要な場合に最適です。
薄膜ソーラーパネルは、太陽光を捉えて電気を作る特殊な素材を使用しています。メーカーは、ガラス、プラスチック、または金属の上に太陽光発電材料の薄い層を置きます。これらの層は、通常のソーラーパネルのシリコンウェーハよりもはるかに薄いです。薄膜モジュールは曲げることができ、曲面または軽い表面にフィットします。これは、屋根、ポータブル機器、車両など、さまざまなもので作業するのに役立ちます。
薄膜太陽電池パネルにはさまざまな種類があります。アモルファスシリコンを使用するものもあります。テルル化カドミウムまたはセレン化銅インジウムガリウムを使用するものもあります。どのタイプにも良い点と悪い点があります。ほとんどの薄膜ソーラー パネルは、通常のソーラー パネルほどには機能しません。しかし、それらはコストが低く、重量も軽いです。薄膜ソーラー技術により、柔軟で軽量な設計が可能になります。
薄膜ソーラーパネルは通常のソーラーパネルとは異なります。通常のソーラーパネルは厚くて硬いシリコンウェーハを使用します。これらのパネルは重いため、強力なサポートが必要です。薄膜ソーラーパネルは薄い層を使用しているため、軽量で曲げることができます。これにより、さまざまな方法や場所で機能するようになります。
| 特長 | 薄膜ソーラーパネル | 従来型（単結晶）ソーラーパネル |
|---|---|---|
| 効率 | より低い、最大 18% (材質によって異なります) | より高く、通常は 20% 以上 |
| 初期費用 | 下側、約1 ワットあたり 0.50 ドルから 1 ドル | 高額な先行投資 |
| 寿命 | より短く、10～20年 | もっと長く、25～30年 |
| スペース要件 | 効率が低下するため、より多くのスペースが必要になる | 効率が高いため必要なスペースが少なくなる |
薄膜ソーラーパネルの効率は通常約 10 ～ 12% に達します。一部の先進的な薄膜モジュールは、研究室で最大 29.1% に達しています。実際には、薄膜太陽電池技術は暑い場所や薄暗い場所でより効果的に機能します。薄膜パネルは高温になったときの電力損失が少なくなります。暑い気候ではシリコンパネルよりも1～3%多くの電力を生み出すことができます。通常のソーラーパネルは、25 年後も電力の 90% 以上を維持します。安定した日当たりの良い場所で最もよく機能します。
多くの人は、その特別な利点を求めて薄膜ソーラーパネルを選択します。薄膜ソーラー技術により、通常のパネルが取り付けられない場所にフィットする、軽くて曲がりやすいパネルが実現します。薄膜モジュールは製造とセットアップのコストが低くなります。システムの合計価格は 2,000 ドルから 8,800 ドルの間です。また、製造時の汚染も少なくなります。
薄膜ソーラーパネルは、暑い場所や光が変化する場所でもうまく機能します。大規模なプロジェクト、湾曲した場所、ポータブルソーラーの用途に適しています。薄膜ソーラーパネルはより多くのスペースを必要とし、通常のパネルほど寿命が短い可能性があります。しかし、その曲がりやすい形状と低価格により、多くの特殊な作業に適しています。
ヒント: 最大の電力を得るよりも重量、曲げ、または価格が重要な場合は、薄膜ソーラー パネルが最適です。
画像出典: ピクセル
薄膜太陽電池にはいくつかの主な種類があります。それぞれのタイプには独自の素材が使用されており、特別な機能があります。最も一般的なタイプは、アモルファス シリコン、テルル化カドミウム、セレン化銅インジウム ガリウムです。これらの薄膜太陽電池は、人々にさまざまなニーズに合わせた選択肢を提供します。
アモルファスシリコンは、最も古い薄膜太陽電池の 1 つです。メーカーはこれらのセルに非晶質シリコンの薄い層を使用しています。この素材は非常に薄くても太陽光をよく吸収します。アモルファスシリコンセルは軽く、曲げることができます。そのため、ポータブル機器や湾曲した場所に適しています。
a-Si 薄膜太陽電池の効率は約 5%から12% 。寿命は約15年ですが、他のタイプに比べてそれほど長くはありません。これらのセルは安価に製造でき、安全で一般的な材料を使用します。ただし、他の薄膜タイプほどうまく機能しません。 Staebler-Wronski 効果により、光の中にしばらくいると効率が低下します。
| 太陽電池の種類 | 効率範囲 | 耐久性/安定性 | コスト |
|---|---|---|---|
| アモルファスシリコン | 5～7% | 適度 | 低い |
| CdTe | 16～18% | 高い | 適度 |
| CIGS | 15～20% | 高い | 高い |
注: アモルファス シリコン薄膜太陽電池は、柔軟で安価な用途に最適ですが、他のタイプほど寿命は長くありません。
テルル化カドミウムも一般的な薄膜太陽電池です。 CdTe セルは、テルル化カドミウムの薄い層を使用して太陽光を捉えます。これらのセルは a-Si セルよりも優れた性能を発揮し、大規模な太陽光発電所で使用されています。
CdTe 薄膜太陽電池 が到達できる範囲 効率 16% ～ 18% 。 実際の製品では一部の実験室テストでは、特別な塩化物処理により 21% 以上の効率が示されました。これらの処理は、層がより良く連携するのに役立ちます。 CdTe セルは強力で、最長 25 年間使用できます。
CdTe 太陽電池は、優れた温度係数、優れた塩害耐性を備え、過酷な高温、高塩分の環境でも驚くほど安定した性能を発揮します。
CdTe 薄膜太陽電池は、CIGS 電池よりも製造コストが安くなります。生産しやすいからです。しかし、カドミウムは有毒であるため、安全に取り扱い、リサイクルする必要があります。
ヒント: CdTe 薄膜太陽電池は効率的で製造コストが低いため、大規模な太陽光発電プロジェクトに最適です。
銅インジウムガリウムセレン化物は、高い効率と柔軟性で知られています。 CIGS セルは、銅、インジウム、ガリウム、セレンを主材料として使用します。この混合によりバンドギャップが変更され、効率が向上します。
CIGS薄膜太陽電池が到達できる範囲 20.3% ～ 22.6% の効率。 柔軟な形状と硬い形状の両方で可能な限り最高の効率は約 28% です。これらのセルは暗い場所でもうまく機能し、特殊な作業用に軽くて曲がりやすいパネルを作ることができます。
しかし、CIGS 薄膜太陽電池は製造コストが高くなります。これは、希少な元素を使用し、構築するのに複雑な手順が必要なためです。高価ではありますが、CIGS セルは安定しており、小型で軽量のソーラー パネルに適しています。
| 太陽電池の種類 | 経験的効率の範囲 | 理論的効率 | 主なコスト要因と課題 |
|---|---|---|---|
| CIGS | 20.3%～22.6% | 最大 ~28% | 希少元素と複雑な製造のため高コスト |
注: CIGS 薄膜太陽電池は効率的で柔軟性があるため、先進的でポータブルなソーラー製品に適しています。
有機太陽電池は炭素ベースの材料を使用して太陽光から電気を生成します。これらのセルは、曲がりやすいシートに印刷できるため、特別です。 OPV パネルは軽く、さまざまな色で作ることができます。窓やバックパック、さらには衣服にまで使用されています。 OPV セルは薄暗い場所でも動作し、さまざまな形や色があります。しかし、他の太陽電池ほど多くの電力を生成しません。ほとんどの OPV パネルの効率は 3% ～ 11% にすぎません。また、他の薄膜パネルほど長持ちしません。水や日光は時間の経過とともに有機部分を損傷する可能性があります。
ガリウムヒ素薄膜セルは、ガリウムとヒ素を一緒に使用します。これらのセルは非常に効率的であることで知られています。 GaAs セルは最大で到達できます。 47.1% の効率を実現。 特別な設計と集光器によりこのため、衛星や宇宙ミッションに最適です。高性能太陽光発電プロジェクトにも使用されています。 GaAs 薄膜セルは、薄暗い光や高温の環境でも良好に動作します。他のパネルの速度が低下しても、発電を続けます。
しかし、GaAs 薄膜セルは他のタイプよりもはるかに高価です。作るための材料や道具は高価です。その価格はシリコンセルよりも最大10倍高くなる可能性があります。このため、人々はパフォーマンスが最も重要な特別な仕事にのみそれらを使用します。
熱は GaAs 太陽電池にも損傷を与える可能性があります。 350°C で 4 時間加熱すると、ある程度の電力が失われます。この処理の前後で数値がどのように変化するかを次の表に示します。
| パラメータ | 処理 | 前 処理後 |
|---|---|---|
| 開放電圧(Voc) [mV] | 783.0 | 741.8 |
| 短絡電流(Isc) [mA] | 3.190 | 2.989 |
| MPP での電圧 (Vmpp) [mV] | 600.5 | 480.6 |
| MPP での電流 (Impp) [mA] | 2.821 | 2.300 |
| MPP 時の電力 (Pmpp) [mW] | 1.694 | 1.105 |
| フィルファクター (FF) | 0.678 | 0.274 |
注: GaAs 薄膜太陽電池は効率が最も高いですが、コストが高く、熱を嫌います。そのため、スペースや特殊な用途に最適です。
OPV と GaAs はどちらも特殊なタイプの薄膜太陽電池技術です。 OPV は、ソーラー パネルの新しい設計と使用方法を提供します。 GaAs は、電力を生成し、適切に機能するリーダーです。これらのタイプは、薄膜ソーラー技術がウェアラブルガジェットから宇宙旅行に至るまで、さまざまなことに使用できることを示しています。
薄膜太陽光発電技術は、特別な方法でパネルを製造します。プロセスは基板と呼ばれるベースから始まります。このベースには、ガラス、金属、または曲がりやすいプラスチックを使用できます。メーカーはその上に特殊な素材の薄い層を追加します。これらの材料には、テルル化カドミウム、セレン化銅インジウムガリウム、またはアモルファスシリコンが含まれます。層は非常に薄く、厚さはわずか数百ナノメートルから数ミクロンです。これは、通常のソーラーパネルが使用するものよりもはるかに薄いです。
薄膜太陽電池の製造はシリコンパネルの製造よりも簡単で、使用する資源も少なくなります。工場では、スプレー熱分解、蒸着、または印刷を使用して層を追加します。これらの方法はコストを抑え、企業が一度に大量のパネルを製造できるようにするのに役立ちます。新たな進歩には、ガリウムヒ素セルの大量製造や新しいペロブスカイトタンデムセルが含まれます。これらの新しいタイプは、より高い効率を達成できます。
以下の表は薄膜ソーラー パネルの製造方法に関する重要な事実を示しています
| 、 | 。 |
|---|---|
| 薄膜層の厚さ | 数百ナノメートルから数ミクロン |
| 基材の種類 | ガラス、金属、フレキシブルプラスチック |
| 共通材質 | テルル化カドミウム (CdTe)、セレン化銅インジウムガリウム (CIGS)、アモルファスシリコン (a-Si) |
| 製造工程 | 結晶シリコンパネルよりもシンプルでリソースの消費が少ない |
| 効率化のマイルストーン | GaAs 薄膜セル >30% (2022)、ペロブスカイトオンシリコンタンデムセル 28% (2023) |
| 市場規模（2023年） | 153億6,768万米ドル |
| 予測される CAGR (2024 ～ 2031 年) | 8.20% |
| 大手メーカー | 、First Solar、Hanergy Holding Group、MiaSolé、Solaronix |
| 環境への懸念 | CdTe の毒性、インジウムとガリウムの資源入手可能性、リサイクルの課題 |
| 最近の製造業の進歩 | GaAsセル、ペロブスカイトタンデムセル、BIPV用両面パネルの量産 |
| 市場セグメント | 商業および産業用の屋上設置が大半を占める |
| 政府の支援 | DOE による研究開発への 1 億 2,000 万ドルの資金提供 (2021 年) |
| 地域の成長 | 北米は効率改善と市場浸透により急成長 |
薄膜太陽光発電技術は、軽くて柔軟性があり、広い面積をカバーできるパネルを製造できるため、特別です。新しい材料やその製造方法が次々と登場するため、薄膜太陽電池技術は進歩し続けています。
薄膜太陽光発電技術は、パネルに特別な物理的特徴を与えます。これらのパネルは通常のパネルよりもはるかに軽くて薄いです。多くの薄膜パネルは曲がったり曲がったりする可能性があります。そのため、湾曲した屋根や持ち運び可能な物に適しています。
科学者は薄膜パネルをチェックするためにさまざまなテストを使用します。
X 線回折 (XRD) は、層の結晶構造と相を示します。
走査型電子顕微鏡 (SEM) は、フィルムの粒子の形状とサイズを示します。
光学測定によりバンドギャップがわかり、材料が太陽光をどの程度吸収するかを示します。
電気試験では、電荷が材料中をどの程度容易に移動するかを測定します。
次のようなパフォーマンス指標 電力変換効率 (PCE) とキャリア再結合率は、パネルがどの程度うまく機能するかを示します。
シミュレーション ツールは、さまざまな層の厚さと材料をテストすることで設計を改善するのに役立ちます。
機械学習モデルは、材料の変更がパフォーマンスにどのような影響を与えるかを予測します。
一部の薄膜パネルは、WS2 や Cu2O など、キャリア移動度が高い安全な材料を使用しています。これらの材料は電荷の移動を促進し、効率を高めます。バンド構造分析により、スパイク状のバンド曲げなどの一部の設計がエネルギー損失を低減し、パネルの機能を向上させることができることが示されています。
科学者が材料をテストおよび設計する新しい方法を発見するにつれて、薄膜太陽電池技術は向上し続けています。薄膜パネルの特別な物理的特徴により、薄膜パネルは多くの太陽光発電プロジェクトに適しています。
薄膜ソーラーパネルは、さまざまな効率レベルを持つことができます。パネルの素材によって、太陽光がどれだけ電力になるかが変わります。ガリウムヒ素 (GaAs) などの一部の薄膜パネルは、 効率は 25.1% 。 ラボでのテルル化カドミウム (CdTe) パネルは約 19.5% の効率を得ることができます。銅インジウムガリウムセレン化物 (CIGS) モジュールが到達 19.64% 。 フィールドテストではアモルファスシリコン (a-Si) パネルの効率は通常低く、約 12.3% です。これらの数字は、薄膜パネルが、特に新しい素材を使用した場合、通常のパネルに匹敵する場合があることを示しています。
| 薄膜技術の | 効率範囲 (%) | テスト条件と注意事項 |
|---|---|---|
| GaAs（薄膜） | 25.1±0.8 | AM1.5、1000W/m²、25℃、FhG-ISEで確認(11/17) |
| CdTe（薄膜） | 19.5±1.4 | AM1.5、1000W/m²、25℃、NRELにて確認(9/21) |
| CIGS (Cd フリー) | 19.2±0.5 | AM1.5、1000W/m²、25℃にて確認、産総研(1/17) |
| a-Si/nc-Si (タンデム) | 12.3±0.3 | AM1.5、1000W/m²、25℃、ESTIにて確認(9/14) |
薄膜パネルがどの程度うまく機能するかは、材料とその製造方法によって異なります。 Avantis のような一部の企業は、CIGS モジュールの効率をほぼ 20% 向上させています。これは薄膜技術が進歩していることを示しています。
薄膜ソーラーパネルは、多くの場合、暑い場所や薄暗い場所では通常のパネルよりもうまく機能します。科学者たちは、これらのパネルがさまざまな温度や光の下でどのように機能するかを調べました。彼らが発見した重要な点は次のとおりです。
CZTS や CZTSe などのケステライトベースの薄膜太陽電池は、温度が変化すると変化します。
Mo(S,Se)2 などの層の厚さは熱によって変化します。これにより、パネルの機能が変わります。
適切な温度でパネルを製造すると、より良い層を形成できます。これにより、より高い効率と電圧が得られます。
CZTSe などの一部のパネルは、 効率は 12.6% になります。 科学者が層と熱を制御すると、
薄膜パネルは熱と光をうまく処理できるため、他のパネルが電力を失っている場所でも機能します。
パネル内の温度と層を制御することで、パネルの安定性を維持します。
注: 薄膜ソーラー パネルは、暑くても曇っていても発電し続けます。そのため、天候が変わりやすい場所にも適しています。
「高熱にどのように反応するのですか?」とよく尋ねられますが、薄膜パネルは通常、通常のシリコン パネルよりも熱による電力損失が少なくなります。そのため、暖かい場所では役に立ちます。
薄膜ソーラーパネルの寿命は、素材と品質によって異なります。ほとんどの薄膜パネルの寿命は 10 ～ 20 年です。これは、単結晶または多結晶パネルの 25 ～ 30 年よりも短いです。 「パネルはどのくらい長持ちしますか?」とよく尋ねられますが、その答えは場所とパネルの作りによって異なります。
| ソーラーパネルの種類 | 一般的な寿命 (年) | 年間劣化率 (%) | 劣化と脆弱性に関する注意事項 |
|---|---|---|---|
| 薄膜（アモルファスシリコン含む） | 10～20 | 結晶よりも高い（正確な割合は指定されていない） | 環境ストレスに対してより脆弱です。寿命が短い |
| 単結晶 | 25歳以上 | 0.3～0.5 | 最高の効率。 25年後も80～92%の効率を維持 |
| 多結晶 | 25～30 | 0.79～1.67 | 単結晶よりもわずかに劣化が早い。費用対効果の高い |
薄膜パネルは結晶パネルよりも早く摩耗します。天候やその他の要因によって損傷を受ける可能性が高くなります。プロジェクトに薄膜パネルを選択する前に、寿命がどれくらいかを考慮する必要があります。
テルル化カドミウム(CdTe)太陽電池ガラスシステム薄膜太陽電池ガラスパネル
薄膜ソーラーパネルはシリコンパネルよりも初期費用が安くなります。メーカーは使用する材料が少なく、工程もシンプルであるため、価格は低く抑えられています。これらのパネルは軽くて曲がりやすいです。これは、必要なハードウェアとその設置にかかる作業が少なくなることを意味します。多くのジョブでは、材料とセットアップの合計価格が安くなります。
薄膜パネル採用 より安価な材料、多くの場合 1 平方メートルあたり 100 ドル未満.
電気を生み出す部品のコストは 1 平方メートルあたり約 5 ドルです。
ワイヤーやコネクタなどのその他の部品を使用すると、1 平方メートルあたり約 39 ドルの追加料金がかかります。
ベースのコストは変化する可能性がありますが、より多くのパネルが作成されるにつれて下がります。
| コスト構成要素 | 平方メートル当たりのコスト (USD) | 注記 |
|---|---|---|
| 総材料費 | < $100 | 薄膜モジュールの材料費全体を表します。 |
| 活物質 | ~$5 | エネルギー変換に活躍する半導体材料のコスト |
| 不活性物質 | ~$39 | 封止材、ポッタント、バスバー、ワイヤ、コネクタ、基板などが含まれます。 |
| 基板コスト | 変数 | 基板コスト（酸化錫コーティングガラスなど）は、量の増加に伴って減少すると予想される |
通常のシリコンパネルは最初は高価です。それらはより良く機能し、より長く持続します。シリコンパネルの品質が向上するにつれて、価格差は小さくなってきています。薄膜パネルはシリコンパネルと同じ出力を得るためにより多くのパネルが必要になる場合があります。これにより、合計の開始コストが変わる可能性があります。
薄膜ソーラーパネルは設置が簡単です。軽いので移動や設置も楽に行えます。弱い屋根でも耐えられます。パネルが曲がり、必要なサポートが少なくなるため、設置作業はより速く完了します。つまり、作業や部品の取り付けにかかる費用が少なくなります。
オングリッド システムは、グリッド リンクと便利なルールがあるため、最も一般的です。
オフグリッドシステムは遠隔地では困難ですが、新しいバッテリーとハイブリッドシステムが役に立ちます。
薄膜パネルは、家庭、企業、大規模プロジェクトなど、さまざまな場所に適合します。
一部のシステムにはパネル、インバーター、マウントが付属しており、セットアップが簡単かつ安価になります。
地域のルールと送電線は、設置の容易さと低コストに影響を与えます。
CIGS などの一部の薄膜パネルは製造コストが高く、特別なツールと熟練労働者が必要です。希少な材料もコストを上昇させ、供給品の入手を困難にする可能性があります。しかし、ロールツーロール製造やロボットなどの新しい方法により、コストが削減され、セットアップが簡単になります。
薄膜ソーラーパネルは、特に暑い場所や日当たりの良い場所でコストを節約できます。研究によると、CIGS 薄膜パネルは単結晶パネルよりも約 7.8% 早く元が取れます。多くの場合、薄膜パネルの方が価値と収益性も高くなります。
| 経済指標 | 薄膜CIGSパネルと単結晶パネル |
|---|---|
| 回収期間 | 7.8%削減 |
| 正味現在価値 (NPV) | 21% 改善 |
| 割引された投資収益率 | 24%増加 |
| 平準化電力原価 (LCOE) | 0.05 米ドル/kWh |
| 内部収益率 (IRR) | 11.81% |
| 費用対効果の比率 | 1.4 |
政府の支援、減税、報奨金により、コストがさらに下がり、より早く回収できます。薄膜パネルは太陽光が低下しても収益をあまり失わないため、多くの場所で安定しています。技術が進歩し、価格が下がるにつれて、薄膜ソーラーパネルはコストを節約し、クリーンエネルギーを使用するための良い選択肢となっています。
薄膜ソーラーパネルには、さまざまな用途に適した利点がたくさんあります。これらのパネルは軽量であり、曲げることができます。湾曲した屋根、車、小型デバイスなどに取り付けることができます。薄膜パネルは曇りや暑いときに効果を発揮します。外が暖かくなってもパワーがあまり失われません。これにより、天候が変化する場所でも作業を効率的に行うことができます。
メーカーは、薄膜パネルの製造に通常のパネルよりも少ない材料を使用します。これにより、コストが安くなり、使用するリソースも少なくなります。薄膜パネルの中には、製造時に環境に優しいものもあります。曲がりやすい形状により、建物内やバックパックなど、新しい方法で使用できます。
薄膜ソーラーパネルは炭素汚染の削減にも役立ちます。たとえば、系統接続システムは年間 1,787 kWh を発電し、CO2 を 837 kg 削減できます。このシステムは、他のシステムよりも返済に時間がかかる場合でも、25 年間にわたって多くのお金とエネルギーを節約できます。
| モデル | システム タイプ | 年間発電量 (kWh/年) | 年間 CO2 削減量 (kg) | 導入コスト (R$) | 回収期間 (年) | 累積キャッシュ フロー (25 年間で R$) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 系統接続太陽光発電（エネルギー収支ゼロ） | 1,787 | 837 | 9,988.50 | 18.5 | 12,899.72 |
| 2 | 系統接続された太陽光発電 (340W パネル 2 枚) | 907 | 426 | 該当なし | 該当なし | 15,541.18 |
| 3 | 太陽熱利用システム（SHS） | 1,434.6 | 90.72 | 6,267.97 | 10.92 | 19,807.19 |
ヒント: 薄膜ソーラー パネルは、軽量、曲げ、または特殊なデザインが必要な場合に最適です。
薄膜太陽電池パネルにもいくつかの欠点があります。これらのパネルは、通常のシリコン パネルほど多くの太陽光を電力に変換しません。つまり、同じ量の電気を作るにはより多くのスペースが必要になります。大規模なプロジェクトの場合、これは問題になる可能性があります。
薄膜パネルはシリコンパネルほど長持ちしません。ほとんどの製品は 10 ～ 20 年間使用できますが、シリコン パネルは 25 ～ 30 年間使用できます。ペロブスカイトセルなど、一部のタイプでは製造コストが高くなります。初期費用が高いと、購入したくない人もいるかもしれません。
最近のニュースでは他の問題も明らかになりました。薄膜パネルは効率が低いため、シリコンパネルに勝つのは困難です。政府の規則や扱いにくいグリッドルールにより、新しいプロジェクトを開始することが困難になる場合があります。これらにより、人々が薄膜パネルを使用する速度が遅くなる可能性があります。
薄膜ソーラーパネルはシリコンパネルほど機能しないため、大規模な作業には適していません。
新しいアイデアがあっても、薄膜セルがシリコンパネルに追いつくには、さらに多くの作業が必要です。
政府の規則の変更と扱いにくいグリッド規則により、場所によっては薄膜パネルの使用が困難になっています。
シリコンパネルは機能性が優れているため、厳しい競争にさらされています。
ペロブスカイトセルなどの一部の薄膜パネルは製造コストが高くつくため、人々がそれらを購入することが難しくなります。
注: 薄膜ソーラー パネルを選択する前に、良い面と悪い面の両方を考慮する必要があります。最適な選択は、プロジェクトに何が必要か、資金がどのくらいあるのか、利用可能なスペースがどのくらいあるのかによって異なります。
薄膜ソーラーパネルには多くの特別な用途があります。軽いので曲げることも可能です。これにより、通常のパネルが取り付けられない場所に取り付けることができます。薄膜ソーラーパネルはさまざまな方法で使用されています。
ビル一体型太陽光発電 (BIPV): 薄膜ソーラーパネルは、窓、屋根瓦、壁の一部として使用できます。これらのパネルは、建物が見た目を変えることなく発電するのに役立ちます。
ポータブル用途: 一部のバックパックや折りたたみ式充電器には、薄膜ソーラー パネルが使用されています。キャンパーや旅行者はどこでもデバイスを充電できます。
商業施設: オフィスやショッピングモールでは、設置が簡単で多くのデザインに適合する薄膜ソーラー パネルが選ばれています。
特殊用途: 薄膜ソーラー パネルは、ボート、RV、さらには飛行機に電力を供給することができます。ソーラー インパルス 2 飛行機は、薄膜太陽電池を使用して世界中を飛び回りました。柔軟なパネルは湾曲した車やボートにもフィットします。
薄膜ソーラーパネルは、重量、形状、または外観が重要な場合に最適です。テクノロジーが向上するにつれて、人々はそれらを使用するより多くの方法を見つけます。
薄膜太陽電池パネル市場は年々拡大しています。 2024 年の市場価値は 142 億 9 千万ドルでした。専門家らは、2037 年までに 398 億 1,000 万ドルに成長すると考えています。これは、毎年 8.2% ずつ成長することを意味します。アジア太平洋地域がこの成長のトップの地域です。 2037 年までに、この地域は 183 億 1,000 万ドルに達する可能性があります。
| 属性の | 詳細 |
|---|---|
| 市場規模（2024年） | 142億9,000万ドル |
| 市場規模（2037年） | 398.1億ドル |
| CAGR | 8.2% |
| 主要地域 (2037) | アジア太平洋 (183.1億ドル) |
テルル化カドミウム (CdTe) は、最もよく使用されているタイプの薄膜ソーラー パネルです。 First Solar、Solar Frontier、MiaSole などの企業は、この分野のリーダーです。薄膜ソーラーパネルのほとんどは、大規模な発電所や企業で使用されています。これらのパネルの 70% 以上が送電網に接続されているため、余剰電力を販売できます。薄膜ソーラーパネルのコストは、1 ワットあたり約 0.3 ドルから 0.8 ドルです。このため、多くのプロジェクトに適しています。
薄膜ソーラーパネルはすぐに改善されるでしょう。科学者は、それらの機能を向上させ、長持ちさせ、コストを削減したいと考えています。新しいアイデアには次のようなものがあります。
タンデム太陽電池: 異なる薄膜材料を混合して 29% 以上の効率を実現します。
ペロブスカイト技術: ペロブスカイト薄膜ソーラーパネルは、より効果的に機能し、コストが削減される可能性があります。
柔軟で軽量なデザイン: 新しいパネルは、より多くの形状や持ち運び可能なものにフィットします。
製造の向上: パネルを製造する新しい方法により、コストが削減され、より多くのパネルがより迅速に製造されます。
環境上の利点: より良いリサイクルとより安全な材料は地球に貢献します。
政府や企業は新たな太陽光発電プロジェクトを支援するために資金を投じています。彼らは、より多くの人に太陽エネルギーを利用してもらいたいと考えています。このため、薄膜ソーラーパネルはさらに普及するでしょう。人々は家庭、ビジネス、特別な仕事でそれらを使用します。
画像出典: ピクセル
効率とは、ソーラーパネルが太陽光をどれだけ電気に変換するかを意味します。これは、薄膜パネルと従来のパネルのどちらを選択する場合にも重要です。ほとんどの単結晶シリコン パネルは 14% ～ 18% の効率で動作します。多結晶シリコンパネルの効率は少し低く、通常は 13% ～ 16% です。テルル化カドミウム (CdTe) などの薄膜パネルは、最大 22.1% の効率に達します。ただし、アモルファス シリコン (a-Si) などのほとんどの薄膜タイプは 5.9% ～ 9% です。ペロブスカイトなどの一部の新しい薄膜パネルは、実験室でさらに高い効率を得ることができます。
| パネルタイプ | 効率範囲 (%) | 主な性能に関する注意事項 |
|---|---|---|
| 単結晶シリコン | 14～18 | シリコンパネルの中で最高の効率。暑い天候でのパフォーマンスの向上。生産コストが最も高い |
| 多結晶シリコン | 13 - 16 | 単結晶よりも効率がわずかに劣ります。より安く、無駄のないものづくり |
| テルル化カドミウム (CdTe) | 22.1まで | 最も一般的な薄膜タイプ。簡単な取り付け;費用対効果が高い。改良された技術 |
| アモルファスシリコン（a-Si） | 5.9 - 9 (場合によっては 13 以上) | 主に小型電子機器で使用されます。効率が低い。柔軟で軽量 |
| ペロブスカイト (単接合) | 25.7 | 高効率。シリコンと積層して最大 29.8% の効率を達成可能 |
| CIGS薄膜 | 15.6以上 | 建物一体型太陽光発電に適しています。屋根瓦などの多機能用途 |
薄膜パネルは、暖かくなったときの電力損失が少ないため、暑い季節に適しています。しかし、従来のパネルは寿命が長く、何年も正常に機能し続けます。これらを比較すると、薄膜パネルは特殊な作業に適しています。シリコンパネルは、ほとんどの家庭や企業の効率を高めます。
薄膜パネルと従来のパネルのどちらを選択するかについては、コストも重要です。薄膜パネルは、使用する材料が少なく、手順が簡単であるため、製造コストが安くなります。そのため、大規模なプロジェクトやお金を節約する必要がある場合に適しています。しかし、従来のパネルの寿命は長く、通常 25 ～ 30 年です。薄膜パネルの寿命は約10～20年です。
マルーフら。有機太陽光発電のような新しい薄膜パネルは、従来のパネルよりも環境に良いことがわかりました。
リーら。は、フレキシブル薄膜パネルはコストを節約できるが、寿命が短いためリサイクルが必要であることを示しました。
クライガーら。製造時にリサイクルすることでコストを削減し、環境にも貢献できると述べています。
グラントら。シリコン パネルの投資回収時間は、場所とシステム設計によって変化することがわかりました。
ほとんどの研究では、コストや寿命だけでなく、環境とリサイクルについても言及されています。それでも、従来のパネルは長持ちしますが、薄膜パネルは最初のコストが低く、リサイクルが簡単です。
ヒント: 薄膜パネルは最初は安価ですが、従来のパネルは長持ちするため、時間の経過とともにより多くの費用を節約できる可能性があります。
これら 2 つのパネル タイプでは重量とスペースが異なります。薄膜パネルは使用する材料が少ないため、従来のパネルよりもはるかに軽量です。これにより、弱い屋根や持ち運び可能な物の上に簡単に取り付けることができます。
薄膜パネルは 結晶シリコンパネルよりも軽量です。
効率が低いため、同じ電力を生成するにはより多くのスペースが必要です。
ガリウムヒ素薄膜パネルはこれとは異なり、余分なスペースを必要としません。
従来のパネルは重いですが、同じ電力を供給するのに必要なスペースは少なくなります。そのため、屋根が小さい場所に適しています。薄膜パネルは、大きな屋根、車両、曲がりやすい表面など、スペースよりも重量が重要な場合に最適です。
注: 軽くて柔軟性のあるものが必要な場合は、薄膜パネルを選択してください。スペースが少なく、高い効率が必要な場合は、従来のパネルを選択してください。
ソーラーパネルはクリーンな電気を生成し、汚染の削減に役立ちます。しかし、すべてのソーラーパネルが環境に対して同じというわけではありません。薄膜パネルとシリコンパネルにはそれぞれ良い点と悪い点があります。
単結晶シリコンパネルの製造には多大なエネルギーが必要です。工場ではシリコンウェーハを加熱して成形する必要があり、大量の電力を消費します。これにより、他のソーラーパネルよりも多くの炭素排出量が発生します。単結晶パネルは最長 40 年間使用でき、非常によく機能します。寿命が長く、より多くの電力を生成するため、二酸化炭素排出量をより早く補うことができます。
多結晶パネルは、単結晶パネルよりも製造に使用するエネルギーが少なくなります。プロセスが簡単なため、汚染が少なくなります。これらのパネルは単結晶パネルほど寿命が長くなく、また機能も劣ります。しかし、それらは依然として時間の経過とともに汚染を軽減するのに役立ちます。
薄膜ソーラーパネルは製造時の二酸化炭素排出量が最も小さくなります。工場では、製造に使用するエネルギーと材料の量が減ります。これは、薄膜パネルが環境への害を少なくして開始できることを意味します。しかし、薄膜パネルにはテルル化カドミウムなどの有毒物質が含まれることがよくあります。これらは正しく処理またはリサイクルされないと、地球や人々に害を及ぼす可能性があります。薄膜パネルを安全にリサイクルして廃棄することが非常に重要です。
科学者はライフサイクル評価 (LCA) を使用して、ソーラー パネルの影響を完全に確認します。 LCA は、パネルの製造から使用、リサイクルに至るまでのあらゆる段階を調査します。ほとんどの汚染はパネルの製造、特にシリコン、アルミニウム、銅の製造時に発生します。ソーラーパネルは、システムごとに毎年約 1 トンの二酸化炭素を節約します。これは気候変動との戦いに役立ち、化石燃料の必要性を減らします。
ソーラーパネルを移動しても総排出量はわずか約 3% 増加します。リサイクルは影響をさらに軽減するのに役立ちます。新しいテクノロジーにより、薄膜パネルとシリコンパネルの両方がよりクリーンになり、リサイクルしやすくなります。企業が廃棄物を処理し、より良い材料を使用するより安全な方法を見つけるにつれて、ソーラーパネル市場は改善し続けています。
注: ソーラー パネルを選択するということは、良い面と悪い面の両方を考慮することを意味します。薄膜パネルは製造時の環境に優れていますが、安全な取り扱いが必要です。従来のシリコンパネルは、最初はより多くの汚染を引き起こしますが、持続時間が長くなり、より効果的に機能します。
薄膜ソーラーパネルには良い点もあれば、いくつかの欠点もあります。軽くて簡単に曲げることができます。外が暑いときにも活躍します。持ち運べる物や変わった形の建物に使う人も多いです。以下の表は、優れている点と不足している点を示してい
| ます | 。 |
|---|---|
| 軽量かつ柔軟 | 効率の低下 |
| 高温にも強い | 寿命が短い（10～20年） |
| 低コスト | まれな材料や有毒な材料を使用するものもあります |
重量、形状、価格を重視する場合は、薄膜パネルが最適です。長時間大量の電力が必要な場合は、通常のパネルの方が適しています。
薄膜ソーラーパネルは薄い層で作られています。これらのパネルは軽量で、簡単に曲げることができます。湾曲した屋根や車両に使用されます。ポータブル デバイスでも機能します。ほとんどの住宅には通常のパネルの方が適しています。
ほとんどの薄膜太陽電池パネルの寿命は 10 ～ 20 年です。どれくらい長持ちするかは、素材と手入れによって異なります。通常のシリコンパネルは通常より長持ちします。
薄膜パネルは製造に必要なエネルギーと資源が少なくなります。テルル化カドミウムのように、有毒な部分を含むものもあります。これらは慎重にリサイクルする必要があります。安全なリサイクルは環境をきれいに保つのに役立ちます。
人々は薄膜パネルを建物や乗り物に貼り付けます。バックパックやボートにも使用されます。これらのパネルは、通常のパネルが取り付けられない場所に取り付けられます。柔軟なパネルは、湾曲したものや持ち運び可能なものに適しています。
薄膜パネルは曇りや暑いときに効果を発揮します。高温下での電力損失が少なくなります。そのため、天候が変わりやすい場所にも適しています。
通常、薄膜ソーラー パネルは購入と設置のコストが安くなります。価格はタイプ、サイズ、プロジェクトによって異なります。人々は大きな仕事や特別な仕事に彼らを選びます。
はい、薄膜ソーラーパネルはリサイクルできます。リサイクルにより有用な材料が取り戻され、有害な部分が埋め立て地に流出するのを防ぎます。多くの企業が古いパネルのリサイクルを支援しています。
薄膜パネルは通常のパネルほど多くの電力を生成しません。それらもそれほど長くは続きません。同じ電力を得るには、より多くのスペースが必要です。一部のタイプには、希少な材料や有毒な材料が使用されています。
ヒント: 薄膜ソーラー パネルを購入する前に、どの種類のパネルを入手するか、リサイクルできるかどうかを必ず確認してください。
