彦根藩二代当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救っ
たと伝えられる招き猫と、井伊軍団のシンボルとも言える赤備え（戦
国時代の軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと
）と兜（かぶと）を合体させて生まれたキラクタ「ひこにゃん」
【初夏の鍋料理①：梅干しと夏野菜のラトツゥイユ鍋】
あさイチで「梅干しとトマトソースのラトツゥイユ」が放送されて
梅干しとトマトがコントラ（酷）、この場合「塩味と旨味が味わいを
深める」という・
その昔には貧乏人の食事と考えられていたラタトゥイユ。残り物の野
菜を何時間も煮込み、時には野菜くずまで鍋に入れることもあったよ
うです。生まれ故郷はフランス・プロヴァンス地方のニース。この地
域で今も話されているオック語で「ラタ」は「食べ物」、「トゥイユ
」は「混ぜる」を意味します。今ではヨーロッパ各国でトップシェフ
のレパートリーにもなっている人気メニュー。これだけ広範囲に定着
しているため、多種多様なバリエーションが生まれていますが、基本
の材料は、玉ねぎ、ニンニク、パプリカ、トマト、ナス。野菜をふん
だんに使い、消化にも良いため、とてもヘルシー。
※参考：梅干しだけでなく、ゴーヤは使えないかサーフすると「ゴー
ヤと梅干しを使った夏のラトツゥイユレシピ」を検索。
【季語と短歌：６月１７日】
梅雨闇の玉音放送美らの海
真摯に受け止め巻き返しを誓う沖縄知事の弁。
【最新ペロブスカイト太陽電池製造技術③】
❏ 特開2024-058455 電圧整合タンデム太陽電池モジュール 株式会
豊田中央研究所
【背景技術】
【０００５】また、ＰＶＫ材料は、その組成の調整によりバンドギャ
ップを調整することができる。実際、ＰＶＫ材料を用いて１．１ｅＶ
～１．８ｅＶの範囲で高い変換効率をもつ太陽電池が実現されている。
ＣＩＧＳ材料についても組成の調整によりバンドギャップを１．０ｅ
Ｖ～１．２ｅＶの範囲で調整することができ、ＣＩＧＳ材料を用いて
高い変換効率をもつ太陽電池が実現されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【特許文献１】 特表２０１１－５２６７３７号公報
【非特許文献】
【非特許文献１】H. Liu, et al., Cell Rep. Phys. Sci. 1, 100037 (2020)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
二端子モジュールで高い変換効率を得るためには、トップモジュール
とボトムモジュールの電流整合が必要である。したがって、トップモ
ジュールとボトムモジュールの材料のバンドギャップの組み合わせが
制限される。また、二端子モジュールの太陽電池を日射スペクトルが
変動する環境下で使用すると、トップモジュールとボトムモジュール
の電流整合が破れるので変換効率が低下する。
四端子モジュールの場合、トップモジュールとボトムモジュールから
電力が個別に出力されるので、電流整合の制約がない。したがって、
二端子モジュールよりも高い変換効率となり得る。しかしながら、電
圧の異なる２系統の電力が出力されるため、パワーコンディショナー
が２系統必要になり、かつ配線が複雑になる。また、モジュールの重
量増や高コストにつながる。
二端子モジュールで高い変換効率を得るためには、トップモジュール
とボトムモジュールの電流整合が必要である。したがって、トップモ
ジュールとボトムモジュールの材料のバンドギャップの組み合わせが
制限される。また、二端子モジュールの太陽電池を日射スペクトルが
変動する環境下で使用すると、トップモジュールとボトムモジュール
の電流整合が破れるので変換効率が低下する。
四端子モジュールの場合、トップモジュールとボトムモジュールから
電力が個別に出力されるので、電流整合の制約がない。したがって、
二端子モジュールよりも高い変換効率となり得る。しかしながら、電
圧の異なる２系統の電力が出力されるため、パワーコンディショナー
が２系統必要になり、かつ配線が複雑になる。また、モジュールの重
量増や高コストにつながる。
【００１０】 電圧整合モジュールでは、トップモジュール内及びボト
ムモジュール内のそれぞれの複数のセルの直列接続数を調節して、ト
ップモジュールの電圧とボトムモジュールの電圧をおおよそ一致させ
る電圧整合を行い、両者を並列接続して電力を出力させる。そのため、
出力は１系統（２端子）でありながら、四端子モジュールと比べて遜
色ない高い変換効率となり得る。
しかしながら、これまでに検討された電圧整合モジュールは、多くの
場合はシリコンウェハサイズである結晶シリコン太陽電池と、これに
近いサイズのＧａＩｎＰ、ＰＶＫなどの太陽電池を組み合わせたもの
であった（非特許文献１）。電圧整合モジュールの普及のためには、
集積型太陽電池モジュールの利用が求められるが、電圧整合のために
必要な材料の組み合わせ、バンドギャップに応じた適切な集積直列接
続数等の設計指針が明らかではなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】 本発明の１つの態様は、複数のトップセルを集積させ
たトップモジュールと、複数のボトムセルを集積させたボトムモジュ
ールと、を積層し、前記トップモジュールと前記ボトムモジュールと
を並列に接続した電圧整合タンデム太陽電池モジュールであって、前
記トップモジュールに用いられる光電変換層のバンドギャップＥｇ
（ｔ）は１．５ｅＶ以上１．８ｅＶ以下であり、前記ボトムモジュー
ルに用いられる光電変換層のバンドギャップＥｇ（ｂ）は１．０ｅＶ
以上１．２ｅＶ以下であり、前記トップモジュールを構成する前記ト
ップセルの直列接続数ｎｔと、前記ボトムモジュールを構成する前記
ボトムセルの直列接続数ｎｂが、（ｎｂ／ｎｔ）／（０．８８×（Ｅ
ｇ（ｔ）－０．６８ｅＶ）／（Ｅｇ（ｂ）－０．６０ｅＶ））が０．
６以上２．０以下であることを満たすことを特徴とする電圧整合タン
デム太陽電池モジュールである。
【００１３】 ここで、（ｎｂ／ｎｔ）／（０．８８×（Ｅｇ（ｔ）－
０．６８ｅＶ）／（Ｅｇ（ｂ）－０．６０ｅＶ））が０．８以上１．４
以下であることを満たすことが好適である。
また、光入射側からみて前記トップモジュールと前記ボトムモジュー
ルの大きさが同一であることが好適である。【００１５】
また、前記トップモジュールは、２枚の基板の各々に形成された直列
接続数ｎｔの前記トップセルを有するトップサブモジュールを２個並
列に接続した構成であり、前記ボトムモジュールは、２枚の基板の各
々に形成された直列接続数ｎｂ／２の前記ボトムセルを有するボトムサ
ブモジュールを直列に接続した構成である、ことが好適である。
また、前記トップモジュールは、直列接続数ｎｔの前記トップセルを
有するトップサブモジュールを１枚の基板に２個形成し、２個の前記
トップサブモジュールを並列に接続した構成であり、前記ボトムモジ
ュールは、直列接続数ｎｂの前記ボトムセルを１枚の基板に形成した
構成である、ことが好適である。【００１７】
また、前記トップモジュールは、直列接続数ｎｔの前記トップセルを
有するトップサブモジュールを基板に形成した構成であり、前記ボト
ムモジュールは、直列接続数ｎｂ／２の前記ボトムセルを有するボト
ムサブモジュールを基板に２個形成し、２個の前記ボトムサブモジュ
ールを直列に接続した構成である、ことが好適である。【００１８】
また、前記トップセルは、有機無機ハイブリッドペロブスカイト太陽
電池であることが好適である。また、前記ボトムセルは、Ｃｕ（Ｉｎ，
Ｇａ）Ｓｅ２太陽電池又は有機無機ハイブリッドペロブスカイト太陽
電池であることが好適である。
【発明の効果】【０１９】
本発明によれば、二端子モジュールのように電流整合を必要とせず、
また２系統のパワーコンディショナーを必要とする四端子モジュール
とは異なり１系統のパワーコンディショナーで動作し、二端子モジュ
ール及び四端子モジュールと同等の変換効率が得られる電圧整合タン
デム太陽電池モジュールを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】 第１の実施の形態における電圧整合タンデム太陽電池
モジュール１００は、図１及び図２に示すように、光入射側からトッ
プモジュール２００及びボトムモジュール２０２を積層して構成され
る。図１（割愛）は、電圧整合タンデム太陽電池モジュール１００の
平面図である。下図２は、図１のラインＡ－Ａに沿った電圧整合タン
デム太陽電池モジュール１００の断面図である。
【符号の説明】【００７７】
１０ 基板、１２、第１導電層、１４ 光電変換層、１６ 第２導電
層、１８（１８ａ，１８ｂ，１８ｃ） 間隙、２０ 基板、２２、第
３導電層、２４ 光電変換層、２６ 第４導電層、２８（２８ａ，２
８ｂ，２８ｃ） 間隙、３０ 導電層、２００ トップモジュール、
２００ａ，２００ｂ トップサブモジュール、２０２ ボトムモジュ
ール、２０２ａ，２０２ｂ ボトムサブモジュール。
【００２２】 なお、トップモジュール２００及びボトムモジュール２
０２は、直接積層してもよいし、他の部材を挟んで間接的に積層して
もよい。他の部材を挟んで間接的に積層する場合、当該部材はボトム
モジュール２０２において吸収される波長領域の光を透過する材料か
ら構成することが好適である。
【００２３】 トップモジュール２００は、複数のトップセル（太陽電
池セル）を複数直列に接続して構成される。トップモジュール２００
は、基板１０、第１導電層１２、光電変換層１４及び第２導電層１６
を含んで構成される。基板１０、第１導電層１２、光電変換層１４及
び第２導電層１６は、光入射側から順に積層されてトップモジュール
２００を構成し、入射された光を電気エネルギーに変換する機能を発
揮する。
【００２４】 基板１０は、トップモジュール２００を構造的に支持す
る部材である。基板１０は、トップモジュール２００及びボトムモジ
ュール２０２において光電変換に利用される波長領域の光を透過する
材料で構成される。基板１０は、例えば、ガラス、プラスチック等で
構成することができる。
【００２５】 第１導電層１２は、基板１０上に形成される。第１導
電層１２は、トップモジュール２００及びボトムモジュール２０２に
おいて光電変換に利用される波長領域の光を透過する導電性の材料で
構成される。第１導電層１２は、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛、
酸化錫、または酸化チタンなどの金属酸化物を少なくとも１つとする
ことができる。また、これらの金属酸化物に、錫、亜鉛、タングステ
ン、アンチモン、チタン、セリウム、ガリウムなどのドーパントがド
ープされていてもよい。第１導電層１２は、蒸着法、ＣＶＤ法、スパ
ッタリング法等の薄膜形成方法により形成することができる。第１導
電層１２は、トップモジュール２００を構成するトップセル毎に間隙
１８ａによって分離されている。
この項つづく
TDK「エネルギー密度100倍」の全固体電池