タンデム型太陽電池とは？

タンデム型太陽電池とは、光のエネルギーを電気に変換する「サブセル（接合層）」を複数積み重ねた構造を持つ太陽電池のことです。従来の単接合型太陽電池は、素材ごとに吸収できる光の波長範囲が限られており、吸収しきれない光エネルギーが熱として失われてしまうという問題がありました。タンデム構造では、それぞれ異なる波長帯の光を吸収するサブセルを組み合わせることで、太陽光スペクトルをより広範囲に活用し、理論上の変換効率を大幅に向上できます。

代表的な組み合わせとして注目されているのが、ペロブスカイト（有機無機ハイブリッド材料）とシリコンを積層した「ペロブスカイト・シリコンタンデム」です。ペロブスカイトは可視光を、シリコンは近赤外光を主に吸収するため、両者の特性を補い合うことができます。研究段階では変換効率が30%を超える成果も報告されており、一般的なシリコン単結晶太陽電池（変換効率20〜22%程度）を大きく上回っています。

タンデム型太陽電池の主な課題と展望は以下のとおりです。

• 製造コストが高く、量産化・低コスト化が課題
• ペロブスカイト層の長期耐久性・耐水性の確保
• サブセル間の電流マッチングの最適化
• 宇宙用途ではすでに多接合型が実用化されている

エネルギー密度の高い次世代太陽電池として各国で研究開発が進んでおり、再生可能エネルギーの普及加速において重要な技術として期待されています。