さまざまな太陽光発電パネル素材の中の多結晶シリコンの特徴は？
太陽光発電の元となる素材には、さまざまなものがあります。
→太陽光発電システムの種類参照ください。
その中でも、これまで実用性において市場の中心だったのが、
単結晶シリコンと多結晶シリコンを中心としたシリコン系モジュールです。
シリコン系モジュールは、シリコン半導体を主原料とするパネルです。
シリコン半導体は、パソコンや高画質テレビ、スマートフォンやデジタルカメラ、ICカードなどに使われている半導体で、
日本語では、ケイ素と呼ばれており、地球上では酸素に次いで多くある元素です。
太陽光パネルには、このシリコンの結晶を半導体として活用して、製造します。
単結晶シリコンモジュールの場合は、シリコン半導体をひとつの結晶でまかないます。
そのため純度の高くて大きなシリコン結晶が必要となり、数に限りがあるため、高価になります。
一方で、多結晶シリコンモジュールは、小さなシリコン結晶を寄せ集めて作るため、
単結晶シリコンを作る（結晶をスライスしする）作る際に出るくずなども利用できるため、
単結晶シリコンに比べると安価になります。
また、当然製品としては単結晶モジュールのほうが発電効率がよくなり、
多結晶シリコンは、発電効率で単結晶モジュールよりも劣ることになります。
→太陽光発電は、変換効率が高いほどメリットは大きいのか？参照ください。
耐久性についても同様のことがいえるでしょう。
しかし、現状は製造技術の向上から、多結晶シリコンも性能を飛躍的に向上させています。
【単結晶と多結晶の違い比較】
結晶シリコン系モジュールは、もっとも歴史の古い太陽光発電素材の一つであり、
これまでずっと市場の中心的存在でありつづけ、今ももっとも売れる素材です。
そのため、実績も豊富で、安定的な発電量を供給することが見えることが何よりもの特徴です。
もっとも発電効率がよい素材も現状とのころは、単結晶モジュールとなっています。
いっぽうで、どうしても製造コストは高くなってしまいがちです。
それは、シリコン結晶という限られた資源と活用するためであり、
半導体としては、他の素材のほうが安価なものがあるのは否めません。
また、高温に弱く、夏などの温度上昇が激しいときには、どうしても発電効率が低下するという
大きなデメリットも持っています。
→太陽光発電と温度・気温の関係｜夏の暑い時発電効率は低下します参照ください。
これは、単結晶だろうと多結晶だろうと、シリコン結晶系モジュールである限り、切り離すことのできない特徴です。
また、単結晶と多結晶の違いとしては、単結晶のほうがより価格が高額で、発電効率がよいという点を除けば、
ほとんど変わらないということができるでしょう。
1ｋWあたりいくらといった価格で取引がなされます。
単結晶モジュールは、この1ｋWあたりの単価が高くて、多結晶モジュールは安いことになります。
単結晶モジュールのほうが、多結晶モジュールよりも発電効率がよいので、
同じ1ｋWの太陽光発電でも、単結晶モジュールは小さくてすみ、多結晶モジュールは大きくなってしまいます。
しかし、同じシリコン系なので、1ｋWの太陽光発電を導入すれば、
単結晶でも多結晶でも、発電量はほとんど変わりません。
→太陽電池モジュールの変換効率とは？｜パネルの選び方参照ください。
【素材別発電量の違い】
このように考えると、単結晶か多結晶かで選ぶとするならば、
あなたが今回設置する太陽光発電の容量を決める際に、次のどちらによって制限されるかで決めるとよいです。
もし、1.のかかる費用で容量に制限があるのであれば、面積は多く必要ですが多結晶にすべきですし、
もし、2.の設置場所の面積に限りがあって容量が制限されるのであれば、単結晶にすべきでしょう。
また、当然費用対効果という側面が絶対に必要になりますので、
いくら投資して、いくら回収する見込みがたつのかをしっかりと計算して、
そもそも太陽光発電を導入するのかどうか、どのメーカーのどの製品にするのかを決めることをおススメします。
→太陽光発電で費用対効果を最大化する方法
→太陽光発電システムの種類参照ください。
その中でも、これまで実用性において市場の中心だったのが、
単結晶シリコンと多結晶シリコンを中心としたシリコン系モジュールです。
シリコン系モジュールは、シリコン半導体を主原料とするパネルです。
シリコン半導体は、パソコンや高画質テレビ、スマートフォンやデジタルカメラ、ICカードなどに使われている半導体で、
日本語では、ケイ素と呼ばれており、地球上では酸素に次いで多くある元素です。
太陽光パネルには、このシリコンの結晶を半導体として活用して、製造します。
単結晶シリコンモジュールの場合は、シリコン半導体をひとつの結晶でまかないます。
そのため純度の高くて大きなシリコン結晶が必要となり、数に限りがあるため、高価になります。
一方で、多結晶シリコンモジュールは、小さなシリコン結晶を寄せ集めて作るため、
単結晶シリコンを作る（結晶をスライスしする）作る際に出るくずなども利用できるため、
単結晶シリコンに比べると安価になります。
また、当然製品としては単結晶モジュールのほうが発電効率がよくなり、
多結晶シリコンは、発電効率で単結晶モジュールよりも劣ることになります。
→太陽光発電は、変換効率が高いほどメリットは大きいのか？参照ください。
耐久性についても同様のことがいえるでしょう。
しかし、現状は製造技術の向上から、多結晶シリコンも性能を飛躍的に向上させています。
【単結晶と多結晶の違い比較】
結晶シリコン系の特徴
単結晶モジュールにしても、多結晶モジュールにしても、結晶シリコン系モジュールは、もっとも歴史の古い太陽光発電素材の一つであり、
これまでずっと市場の中心的存在でありつづけ、今ももっとも売れる素材です。
そのため、実績も豊富で、安定的な発電量を供給することが見えることが何よりもの特徴です。
もっとも発電効率がよい素材も現状とのころは、単結晶モジュールとなっています。
いっぽうで、どうしても製造コストは高くなってしまいがちです。
それは、シリコン結晶という限られた資源と活用するためであり、
半導体としては、他の素材のほうが安価なものがあるのは否めません。
また、高温に弱く、夏などの温度上昇が激しいときには、どうしても発電効率が低下するという
大きなデメリットも持っています。
→太陽光発電と温度・気温の関係｜夏の暑い時発電効率は低下します参照ください。
これは、単結晶だろうと多結晶だろうと、シリコン結晶系モジュールである限り、切り離すことのできない特徴です。
また、単結晶と多結晶の違いとしては、単結晶のほうがより価格が高額で、発電効率がよいという点を除けば、
ほとんど変わらないということができるでしょう。
どうやって素材を選ぶか？
太陽光発電は、素材や商品によって発電効率が異なるため、㎡いくらといった取引ではなく、1ｋWあたりいくらといった価格で取引がなされます。
単結晶モジュールは、この1ｋWあたりの単価が高くて、多結晶モジュールは安いことになります。
単結晶モジュールのほうが、多結晶モジュールよりも発電効率がよいので、
同じ1ｋWの太陽光発電でも、単結晶モジュールは小さくてすみ、多結晶モジュールは大きくなってしまいます。
しかし、同じシリコン系なので、1ｋWの太陽光発電を導入すれば、
単結晶でも多結晶でも、発電量はほとんど変わりません。
→太陽電池モジュールの変換効率とは？｜パネルの選び方参照ください。
【素材別発電量の違い】
このように考えると、単結晶か多結晶かで選ぶとするならば、
あなたが今回設置する太陽光発電の容量を決める際に、次のどちらによって制限されるかで決めるとよいです。
- 初期投資の金額制限によって容量を決める
- 設置場所の面積によって容量を決める
もし、1.のかかる費用で容量に制限があるのであれば、面積は多く必要ですが多結晶にすべきですし、
もし、2.の設置場所の面積に限りがあって容量が制限されるのであれば、単結晶にすべきでしょう。
また、当然費用対効果という側面が絶対に必要になりますので、
いくら投資して、いくら回収する見込みがたつのかをしっかりと計算して、
そもそも太陽光発電を導入するのかどうか、どのメーカーのどの製品にするのかを決めることをおススメします。
→太陽光発電で費用対効果を最大化する方法
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