太陽電池の異なる世代とは何ですか？

太陽電池には3つの基本的な世代がありますが、そのうちの1つはまだ存在せず、研究が進行中です。 それらは、1番目、2番目、および3番目として指定され、コストと効率によって異なります。

第一世代は、高コスト、高効率です。 これらの太陽電池は、コンピューターと同様の方法で製造されており、非常に純粋なシリコンを使用し、単一の接合部を使用して光子からエネルギーを抽出します。 2007年、市場シェアは低下しましたが、第一世代の製品が商業生産の89.6％を占めました。 それらを生産するために使用される製造プロセスは本質的に高価です。つまり、これらのセルは購入コストの支払いに何年もかかる場合があります。 第一世代のセルが化石燃料源よりも費用対効果の高いエネルギーを提供できるとは考えられていません。

1990年代から2000年代初頭にかけて激しい開発が行われてきた第2世代は、低コストで低効率のセルです。 これらは、最も頻繁に薄膜太陽電池、最小限の材料と安価な製造プロセスを使用する設計です。 このタイプに使用される最も一般的な材料は、セレン化銅インジウムガリウム、テルル化カドミウム（CdTe）、アモルファスシリコン、および微結晶シリコンです。

第二世代のセルの標準的な例は、特別なマシンを使用してセルを非常に高速で印刷するNanosolar製のものです。 これらのセルの変換効率は10〜15％しかありませんが、コストの削減はこの不足分を補う以上のものです。 第二世代のセルは、化石燃料よりも費用対効果が高い可能性があります。

第三世代の太陽電池は単なる研究対象であり、実際にはまだ存在していません。 太陽エネルギー研究の目標は、低コストで高効率のセルを生産することです。 これは、新しいアプローチを使用して30〜60％の範囲の効率を得る薄膜セルである可能性があります。 一部のアナリストは、第3世代のセルが2020年頃に商業化され始めると予測していますが、これは単なる推測です。 第三世代製品に関連する技術には、多接合太陽電池、タンデム電池、入射光をよりよく拾うナノ構造電池、および過剰な熱発生を使用して電圧またはキャリア収集を強化することが含まれます。