從充電電池業(yè)務的經驗來看，偏向于采用儲量少的特定元素是非常危險的。利用硅材料可實現(xiàn)理想的太陽能電池。（三洋電機 執(zhí)行董事 強化業(yè)務推進本部長兼研究開發(fā)本部長兼環(huán)境推進本部長 津田 信哉）

――聽說三洋電機開發(fā)的、層疊結晶硅和薄膜非晶硅的高效太陽能電池“HIT”*的表現(xiàn)非常出色？

*HIT＝heterojunction with intrinsic thin-layer。被稱為是結晶硅型和薄膜硅型的混合動力型的太陽能電池。采用利用n型?p型的非晶硅和i型硅的薄膜層夾住n型結晶硅層的構造。

津田：太陽能電池具有環(huán)境負荷小的特點。但如果太陽能電池的轉換效率較低，例如設置時需要格外大的能源，或者為了獲得電力需要擴大設置面積，環(huán)境負荷也會變大。在太陽能電池中，HIT的轉換效率高，相對更加環(huán)保；可實現(xiàn)薄型化，所以使用少量的硅即可。制作硅晶圓等時實際上需要相當大的能源，因此薄型也是一個重要因素。由此看來，如果追求更加環(huán)保的方式，HIT是最佳選擇。

不過，最主要的理由還是“如果在相同的面積上設置太陽能電池，希望能獲得盡量多的電力”這種意識。我認為轉換效率是最重要的因素。以前曾經聽說，HIT因其高性能在歐洲被譽為“太陽能電池界的保時捷”。這并不是說其價格比其他公司的產品高很多……

太陽能電池單元實現(xiàn)超薄對本公司來說，還具有降低制造成本的效果。從成本來看，在HIT等結晶硅型太陽能電池單元中，硅晶圓在總成本中所占的比例非常大，減薄其厚度是降低成本的重點。有一段時間，太陽能電池單元的原料――硅材料價格暴漲，之后供求出現(xiàn)緩和，硅材料的價格一下子降到了峰值的1/3左右。不過，雖然硅材料的價格短期內還會出現(xiàn)上下波動，但從長期來看，如果不減薄厚度，在成本方面將會處于劣勢。

――太陽能電池除了HIT等結晶硅型之外，還有在玻璃底板上制作的薄膜硅型和薄膜化合物型等。最近，在薄膜化合物型太陽能電池中，CIGS系比較受關注。

津田：當然，作為我們的選項之一，還有CIGS等化合物類太陽能電池。不過，材料的穩(wěn)定供應不能得到保證。CIGS是采用銦（In）和鎵（Ga）的太陽能電池。我們還在經營充電電池業(yè)務，從該業(yè)務的經驗我們體會到，如果偏重于利用特定元素，而且采取以大量消耗為前提的業(yè)務模式將會非常難。以充電電池的鈷（Co）為例，如果鈷的價格突然上漲，業(yè)務將陷入困境。

結晶硅型和薄膜硅型使用的硅材料就比較令人放心。即使在供應鏈中出現(xiàn)硅材料暫時供應不足，從而導致價格暴漲這種短期風波，但硅本身是地球上僅次于氧氣的豐富元素。而且也不是對環(huán)境有害的受限物質。從資源量豐富而且是安全的物質這一觀點來看，能像太陽能電池一樣在非常廣泛的面積內大量普及的物質就是硅了。雖然我們也想過采用硅以外的材料，不過最終還是放棄了。化合物類太陽能電池還是交給其他公司來做吧。

效率還沒有達到頂點
――有人說以HIT為代表的結晶硅型太陽能電池的轉換效率快要接近理論極限值了。薄膜硅型的轉換效率也達到了10％左右。結晶硅型太陽能電池今后還有進一步改進的余地嗎。

津田：結晶硅型太陽能電池的轉換效率大致達到20％后，剩余的80％就被損失掉了。太陽光的光譜和可在太陽能電池中轉換的波長的失調是造成該損失的主要原因。太陽光的光譜非常寬闊，因此在簡單的太陽能電池構造中，或者在硅等單一材料中很難物盡其用。如果使用單一材料的話，GaAs等帶隙為1.4eV左右的材料占優(yōu)勢，但存在限制。作為采用改變帶隙材料的多接合型*太陽能電池，對于太陽光的長波長側和短波長側分別采用不同的材料，將是今后實現(xiàn)高效率的基本方法之一。

*多接合型＝層疊多塊吸收波長范圍不同的具有pn接合（或p-i-n接合）的太陽能電池的類型。例如，在薄膜硅型太陽能電池中，通過層疊具有p-i-n接合的非晶硅層和具有p-i-n接合的微晶硅層，提高了轉換效率。此時也稱之為串聯(lián)型。

例如，如果層疊采用帶隙為1.1eV的結晶硅的太陽能電池層和采用帶隙為1.7eV的材料的太陽能電池層，就有望實現(xiàn)更高的轉換效率。那么，將層疊的材料增加至3種，分別是帶隙為1.0eV、1.4eV和1.8eV的材料，結果又會如何呢？通過層疊，表面上的理論效率應該會提高。不過，這里必須要考慮的一點是，一旦真的實現(xiàn)高轉換效率時，會出現(xiàn)什么樣的課題。如果考慮“只采用一種材料時的部材費比較便宜”。“能否以不產生公害等環(huán)境負荷的形式獲得太陽能電池”等，那么決定從事使用多種半導體材料的多接合型太陽能電池并非易事。

如果只追求效率，那么毫無疑問，多接合型太陽能電池是最佳選擇。但太陽能電池中競爭的要素只有轉換效率嗎，并非如此。站在太陽能電池使用者的立場上來看，每kW的發(fā)電成本一定要穩(wěn)定。這樣的話，就必須有效使用便宜的材料。因此出現(xiàn)了高效率和低發(fā)電成本的折衷點。

從這個意義來看，硅是得天獨厚的材料。其結晶狀態(tài)下的帶隙為1.1eV，比單一材料的理想值（1.4eV）稍窄，不過制成非晶硅的話就達到了1.6～1.7eV。組合這些太陽能電池層就形成了多接合型，接近太陽能電池單元的理想類型