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ニュース / 世界重要トピックス
光電変換と熱電子発電を組み合わせた発電方式 PETE(Photon Enhanced Thermionic Emission)
2010年12月06日

米国スタンフォード大学では、太陽電池のブレイクスルーとなるような新しい発電方式の研究が進んでいます。 PETE(Photon Enhanced Thermionic Emission)と名づけられた発電方式は、光電変換の原理と熱電子発電の原理を組み合わせたものです。



 
熱電子発電は、電極(カソード)を高温に熱して、熱電子を飛び出させることで発電します。 電極から真空中に電子を飛び出させるためには、電極をかなり高温(〜2000℃)にしなくてはなりません。

ところが、PETEでは、いったん光電変換でカソード内の電子を励起させてから、熱で電子を飛び出させるため、それほど高温にしなくても電子が飛び出します。(左図参照)

太陽電池では、光子の持つエネルギーが電子の励起に必要なエネルギーよりも大きい場合は、余ったエネルギーは熱になって利用されませんが、PETEでは、電極を加熱するために使われます。 また、太陽電池では、電極の温度が上がるとエネルギー変換効率が落ちますが、PETEでは逆に効率が上がります。
シリコン太陽電池は100℃を超えると不活性になりますが、PETEは200度以上で効率がピークになります。

この方式では、エネルギー変換効率は理論上、最高60%まで高めることができます。 現在、商用に生産されているシリコン太陽電池セルの約3倍の効率です。
(2010年12月3日、三洋電機は、世界最高効率の太陽電池2011年2月に欧州で発売すると発表、効率は21.6%)

電極は、GaNやGaAsをセシウム金属の薄膜でコーティングして作りますので、超格子を作ったりするより低コストで生産できます。 太陽電池のコスト低下のブレイクスルーになるかも知れません。


情報源:WBB最新情報 NTTデータ経営研 シニアスペシャリスト 竹内 敬治


参考情報:

Researchers At Stanford Discover New Solar Cells That Can Change The World
(2010年12月2日、Technorati)
Photon Enhanced Thermionic Emission (PETE) for Solar Concentrator Systems
(スタンフォード大学)
高効率な太陽電池モジュールを欧州より商品展開
世界No.1、セル変換効率21.6%のHITR太陽電池を量産化
(2010年12月3日、三洋電機)

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