ドイツの科学者グループによって開発されたパネルは、石のファサードを持つ建物の審美的に要求の厳しいアプリケーションのための理想的なソリューションと考えられている。その発電量が従来のモジュールに比べて半分以下だが、モジュールは部分的なシェーディングウォールまたは半透明の屋根要素としても使用できる。
ドイツ太陽エネルギー研究所ハメリン(ISFH)の研究者は、石ファサードの建物統合太陽光発電(BIPV, Building-Integrated Photovoltaicsの略)プロジェクトに適したものにするために、従来のソーラーモジュールにストーンベニヤを統合するための2つの異なる技術を開発した。
ハメリンの科学者は、「私たちのアプローチでは、本物の粗い石の表面はPVモジュールのシームレスな統合を可能にし、観測者がファサードから近距離に立っているか、それに触れて感覚が同じである。相手先ブランド供給(OEM)標準モジュールを使用し、ガラス印刷に匹敵するコストのためにフロントストーンを適用することは可能です」と語った。彼はまた、「石のベニヤが市販されているので、パネルは短期的に大量生産の準備ができている可能性があり、すべてのタイプの結晶シリコンまたは薄膜モジュールが適しています。」と付け加えた。
1つの技術は、パネルの前面ガラスパネルを石のベニヤシートに置き換えることから成り立ち、もう1つは前面ガラスパネルに直接天然石のベニヤを積層する。使用される石のベニヤはガラス繊維および厚さ0.5mmまでの石の層と補強される1.5mmの薄い樹脂ベースのプロダクトである。
このドイツの研究グループは、サイズ1,220×610 mm、重量13kgの4つの大面積モジュールを製造することができる。すべてのパネルは、2枚のポリオレフィンカプセル化フィルムの間にカプセル化された156×156 mmの大きさの二顔面ヘテロ接合太陽電池に基づいている。
シングルセルラミネートで最大11.2%の太陽光発電効率を示した後、より大きなテストモジュールが製造された。一部のモジュールは、単一のラミネートステップで石のベニヤを追加することによって製造され、他のものは最初に従来のガラスバックシート製品のように積層された。その後、ベニヤの添加のために2回目に積層され、石のベニヤが既に製造されたモジュールに追加されるか、またはモジュール製造中に統合できることを示した。
使用される石のベニヤ、特に樹脂層は紫外線および可視波長範囲の光を吸収できる。この吸収は、最適化された樹脂を採用することによって低減することができる。しかし、ベニヤの自然なパターンは、光電流に大きな空間変動を引き起こすと言われ、PV操作中にホットスポットを引き起こす可能性があると科学者たちは警告した。ただし、この問題は、積層前のベニヤ半透明の均質性をチェックすることによって解決できる。もう 1 つ解決策は、モジュール文字列内の電流を適切に調整できる小さなパネルを作成することである。
これらの不均一性のため、モジュール内の単一のストリングは約10%の最大効率を達成したが、変更されたモジュールの最大効率は約8.5%だった。 比較のために、変更なしで実験に使用されたモジュールは20.7%の効率を示した。このドイツの研究グループによると、この半分の効率は、印刷された画像や単色の干渉コーティングを含む他の着色技術で設計された他のモジュールのものと一致しているが、「自然感と自然な表面テクスチャ」と呼ばれるものを提供するという利点がある。さらに、パネルは部分的なシェーディング壁または半透明の屋根要素としても使用できる。
（記者 山本 圭輔 編集 高橋 淳 校閲 石井 美香）
