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| 原材料 | 分類 | 種別 | モジュール変換効率 | 特徴 |
| Si系 | 結晶 | 単結晶Si | 15〜19％ | 変換効率が高く，技術も成熟しているが多結晶Siに比べて高価。Si使用量が多い |
| 多結晶Si | 13〜16％ | 単結晶Siに比べ変換効率は劣るが，安価。市場の6割を占める。Si使用量が多い | ||
| 薄膜 | a-Si | 6〜10％ | Si使用量が少なく，製造エネルギーも少ないが変換効率が低い | |
| ハイブリッド | 17〜18％ | 変換効率が高い。Si使用量が少なく安価。高温時の特性低下が少ない | ||
| 化合物系 | 無機物 | GaAs | 17〜18％ | 耐放射線特性が優れているため，宇宙用に使われている |
| CdS，CdTe | 6〜10％ | 製造時の環境負荷が低い。スクリーン印刷方で成膜できるため低コスト製造が可能 | ||
| CuInGaSe2 | 8〜10％ | 薄くて省資源，量産しやすい。低価格品から高性能品まで対応できる | ||
| 有機物 | 色素増感 | 3〜5％ | 安価で生産も容易だが，耐久性や高効率化に課題。カラフルな太陽電池を作れる | |
| 有機薄膜 | 3〜5％ | 薄く，安価で生産も容易だが，変換効率の向上が課題 |
p型単結晶Si太陽電池セル
BドープSi基板を用いたp型単結晶Si太陽電池においては，薄型化に加えてセル構造の工夫や表面テクスチャリングプロセス技術の開発などにより，低コスト化ならびに高効率化が図られている。
さらなる高効率化を目指したセル構造に関しては，Institut fur Solarenergieforschung（ISFH）から表面のエミッタ層と裏面を貫通孔を通して結んだRISE-EWT（Rear Integrated Single Evaporation Emitter Wrap-Through）セル（変換効率20.2％）や，ポーラスSi層を剥離層として形成した極薄（20〜30μm）単結晶Siセル（変換効率15.4％）など，将来に向けた提案が行われている。
図1 単結晶Si太陽電池の世界生産量推移
出所）IEA-PVPS
n型単結晶Si太陽電池
BをドープしたSi基板を用いた太陽電池では，光照射によりBと酸素が関与する欠陥が発生したり，BとFeが反応して深いエネルギー準位を有する複合体を形成したりする結果，太陽電池の変換効率が低下する。
これらBに起因する問題を回避するため，Gaをドープしたp型基板やn型基板を用いた太陽電池の研究が活発に行われている。n型結晶を用いた太陽電池としては，University of New South Wales（UNSW）がFz基板を用いたPERT（Passivated Emitter,Rear Totally-diffused）セル構造により高効率を有する太陽電池を実現している。B拡散で形成したエミッタ層を表面から裏面に移すことで光劣化の問題を回避している。1.5Ωcmで170μm厚の基板に逆ピラミッド構造ならびに二重反射防止膜を形成した素子において，変換効率22.7％（開放電圧0.7V，短絡電流40.1mA/cm2）と高い値が得られている。
シャープは，n型単結晶Si基板に対してバックコンタクト構造を形成したセルを開発している。表面に屈折率を変化させて二層に堆積したSiN:H膜，裏面には熱酸化膜/APCVD酸化膜の積層構造を用いている。変換効率としては，電極をフォトリソグラフィと蒸着で形成した場合で20.5％，低温焼結用Agペーストを使用したスクリーンプリントを用いた場合で19.4％が得られており，量産が計画されている。
| この記事は特別調査レポート「2007 太陽電池メーカー動向と製造装置・部材産業」より抜粋しております。急成長する太陽電池について，その需要拡大の背景から，単結晶SiやCIS系などの技術動向を詳述，セル・Si材料の市場を徹底予測しています。くわしくはこちらから |