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世界市場／業界調査
薄膜太陽電池の市場とR&Dの全貌
アモルファス・シリコン、CdTe、CIGSおよび次世代型薄膜 - 有機太陽電池、
色素増感太陽電池の研究開発について徹底調査し、その全貌を把握する報告書
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大不況の最中にあって、太陽電池産業は政府のバックアップを受けて、最も高い成長が期待される産業分野である。特に技術革新の激しい産業分野であることから、各社が注力している薄膜太陽電池は、代替エネルギー・セクターにおいて最も急成長を遂げている技術分野と言っても過言ではない。
それは、技術革新が継続される故に、2013年には、改善された薄膜太陽電池のシェアは、太陽電池市場全体の31%強になる可能性がある。また、コストが急減することにより政府支援が不要で合理的なエネルギー源となることも否定できない。さらに、用途として、従来型の太陽電池よりもはるかに軽量で、曲面または非平面、および屋根や壁に簡単に設置でき、窓の役割も果たすことから、あらゆるビルディング用のアプリケーションとして実用化される可能性が大である。
このような将来性をもつ薄膜太陽電池は、現在の研究開発において、高効率化、量産化、コストダウン化を目指し、激しい競争が展開されている分野であり、この市場としのぎを削るR&Dをめぐり、本書はアモルファス・シリコン、CdTe、CIGS及び次世代型薄膜 - 有機太陽電池、色素増感太陽電池 について、徹底調査を行ない報告するものである。
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調査を実施した企業数は４８社、研究機関／大学は２５機関、合計７３。以下の通りである。
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企業：Applied Materials, Ascent Solar Technologies Inc., Aisin Seiki Co. Ltd., Avancis GmbH & Co. KG, BASF Future Business GmbH, CIS Solar, Daystar Technologies Inc., Dyesol Sustainable Technologies, Eikos, Inc., First Solar LLC, G24 Innovations, Limited, Global Photonic Energy Corporation, Global Solar Energy, Heliatek GmbH, Heliovolt Corporation
Honda Soltec, ICP Solar Technologies Inc., Innovalight, Inc., International Solar Electric Technology Inc., Johanna Solar Technology GmbH, Konarka Technologies, Inc., Merck KGaA /EMD Chemicals, Miasole, Nonosys, Inc., Nanosolar, Inc., 3G Solar, Peccel Technologies, Plextronics, Inc., Power Films, Inc., PrimeStar Solar, Q-Cell AG, Sanyo Electric Co. Ltd.,Schott Solar AG, Sharp Corporation, Showa Shell Solar K.K., Solaris Nano Science Corporation, Solarmer Energy, Solibro GmbH, SolFocus, Inc., Solyndra, Sulfurcell Solartechnik GmbH, Sunovia Energy Technologies, SunPower Corporation, Suntech Power Holdings, Telio Solar Technologies, Vitex Systems, United Solar Ovonic, Wurth Solar GmbH & Co. KG
研究機関／大学：National Institute of Advanced Industrial Science and Technology（AIST）
DuPont University of Delaware（UD）Very High Efficiency Solar Cell（VHESC）Consortium
Eindhoven University of Technology, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne（EPFL）
Fraunhofer Institute für Angewandte Festkörperphysik, Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems, Gwangju Institute of Science ＆ Technology, Groningen University, Interuniversity Microelectronics Center, Institute for Solar Energy Research, Johannes Kepler Universität Linz - Linzer Institut für Organische Solarzellen, Linkoping University, Los Alamos National Laboratory, National Renewable Energy Laboratory, The European Photovoltaic Industry Association, University of Arizona, The University of Hull
University of California Berkeley, UCLA, University of Michigan, University of New South Wales, University of Toronto, University of Washington, VDMA / Organic Electronics Association, Wake Forest University
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報告書の構成は、
第1章 イントロダクションと調査の方法論
第2章 太陽電池技術とデベロッパー概要
技術と新しいビジネス・チャンス、及び現在の課題だけでなく今後に直面すると思われるチャレンジを特定。
第3章 薄膜太陽電池材料とその特性： デベロッパーの位置付け
有機＆薄膜太陽電池技術について調査した結果を報告。これらの太陽電池セルの開発に使われる材料と基板、
およびそれらの特性などを調査。
第4章 製造に関する概要（詳細は目次参照）
第5章 コマーシャル・アプリケーション
コマーシャル・アプリケーションに使われる有機および薄膜太陽電池について調査報告。
第6章 市場予測2007〜2013年
薄膜太陽電池セル市場の見通しについて（セル・タイプ、およびアプリケーション別など）調査報告。
第7章 現在進行中のR&D将来トレンド（製品セグメント別）
第8章 主要な太陽電池材料、およびセル＆モジュールのサプライヤー、研究機関の活動状況
主要な太陽電池材料、およびセル＆モジュールのサプライヤー、および薄膜太陽電池開発に関与している
主な研究機関や大学のR&D活動を調査報告。
本書が御社の事業に一役を担えば幸甚である。
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Fuji-Keizai USA
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エグゼクティブ・サマリー
表E-1 薄膜型および有機太陽電池技術の比較
表E-2 太陽電池市場における企業活動（2008年）
表E-3 各アプリケーションに最も適合する太陽電池のタイプ（2008, 2010, 2016）
表E-4 技術セグメント別の薄膜太陽電池市場規模予測（2007-2013）
第1章 イントロダクションと方法論
1.1 イントロダクション
1.2 本調査の範囲
1.3 方法論
第2章 太陽電池技術とデベロッパー概要
表2-1 デベロッパーの技術の位置付け
2.1 太陽電池効率の現状と改善の概要
図2-1 おもな太陽電池セルの効率（1993〜2008）
表2-2 主要な太陽電池技術の比較（2008年）
表2-3 技術開発による太陽電池効率の改善（2008、2010、2016年）
2.2 薄膜太陽電池セルの開発と進化
2.2.1 薄膜シリコン太陽電池
表2-4 薄膜シリコン太陽電池の開発：現状と将来
表2-5 アモルファス・シリコン太陽電池の開発：現状と今後
2.2.2 テルル化カドミウム（CdTe）
表2-6 CdTe薄膜太陽電池開発：現状と将来
2.2.3 CIGSとCIS薄膜
表2-7 薄膜CIGS太陽電池セルの開発：現状と将来
2.2.4 DSC（色素増感太陽電池）
表2-8 DSC（色素増感太陽電池）の開発：現状と将来
2.2.5 有機太陽電池（OPV）
表2-9 有機太陽電池開発：現状と将来
第3章 薄膜太陽電池材料とその特性： デベロッパーの位置付け
表3-1 デベロッパーの位置付け
表3-2 デベロッパーによる材料開発状況
3.1 薄膜シリコン
表3-3 アモルファス・シリコン薄膜太陽電池セルのデータ
表3-4 アモルファス・シリコン - 開発 （2008、2015）
3.2 テルル化カドミウム（CdTe）薄膜太陽電池
表3-5 薄膜CdTe太陽電池技術の開発：現状と将来
3.3 黄銅鉱薄膜化合物（CIS、CIGS）
表3-6 CIGSの基板（サブストレート）と、太陽電池効率：現状と将来
3.4 色素増感度薄膜太陽電池セル
3.4.1 太陽電池セル
表3-7： 色素増感太陽電池の利点
表3-8 重要な色素増感太陽電池（DSC）技術の開発
表3-9 DSCの生産に使われる材料、装置のコスト内訳
3.4.2 増感色素材
表3-10 DSC用増感色素材の比較
3.4.3 電解質
3.5 有機太陽電池（OPV）セル
3.5.1 OPVの材料
3.5.1.1 導電性ポリマー
表3-11 導電性ポリマー・コーティング - 開発中、および市販されているもの
3.5.1.2 半導体材料
表3-12 一般的なPチャンネル有機半導体のキャリア移動度
表3-13 一般的なNチャンネル有機半導体のキャリア移動度
3.5.1.3透明の導電材料
表3-14 透明導電材料の開発：現状と将来
3.6 ナノ材料
3.6.1 カーボン・ナノチューブ
表3-15 薄膜太陽電池セル用のカーボン・ナノチューブ
3.6.2 量子ドット（Quantum Dot）太陽電池
3.7 フレキシブル基板（サブストレート）
表3-16 Vitexフレキシブル・ガラス基板
第4章 製造に関する概要
図4-1 薄膜太陽電池モジュールの製造プロセス・シーケンス
4.1 薄膜太陽電池セル生産のおもなプロセス： デベロッパー / サプライヤー
表4-1 デベロッパー / サプライヤーのポジショニング
4.1.1 グラビア印刷（Gravure Printing）
図4-2 グラビア印刷プロセス
4.1.2 インクジェット印刷
図4-3 インクジェット印刷メカニズム
4.1.3 スクリーン印刷
図4-4 スクリーン印刷プロセス
4.1.4 その他の印刷法
4.1.4.1インクジェットとレーザー・イメージ印刷の組み合わせ
4.1.4.2 スプレー印刷
4.1.4.3ナノインプリンティング
表4-2 一般的な印刷プロセスの比較
4.2 経済的側面
図4-5 効率とコストの予測： 第1、第2、および第3世代の太陽電池技術
4.3 真空蒸着（Vacuum Deposition）
4.3.1 CIGS太陽電池の製造
表4-3： サプライヤー別のCIGS薄膜太陽電池技術状況
4.3.2 CdTe太陽電池セルの製造
表4-4デベロッパー別のCdTe薄膜太陽電池セルの特性
4.4 ロール・ツー・ロール（R2R）プロセッシング
表4-5 デベロッパー別の薄膜太陽電池セルの生産に使われている製造プロセス
4.4.1 Konarka
4.4.2 G24 Innovations（G24i）
4.4.3 Nanosolar
表4-6 薄膜太陽電池開発の歴史
4.5 その他の開発
4.6 ガラス基板上に薄膜を形成する技術
4.7 フレキシブル基板上に薄膜を形成する技術
第5章 コマーシャル・アプリケーション
表5-1 アプリケーション別の最も適した太陽電池技術（2008-2016）
5.1 ビルディング・アプリケーション
5.1.1建物一体型太陽光発電（BIPV）システム
表5-2： PV技術のタイプ別のおもなコマーシャルBIPVシステム
5.1.2 完成が真近いソーラー・パワー摩天楼
5.1.3 太陽電池の窓
5.1.4 鋼板/太陽電池による発電
5.2 コンシューマー・エレクトロニクス
5.2.1 バックパックとバッグ
5.2.2 ソーラー照明
5.2.3 太陽電池時計
5.3 軍用アプリケーション
5.3.1 発電する制服
5.4 パッケージング（包装）
5.5 ソーラー充電器
5.6 太陽電池が組み込まれた織物や布
5.7 宇宙アプリケーション
第6章 市場予測
6.1 最近の活動
表6-1 企業の最近の太陽電池市場における活動状況（2008年）
6.2 シリコンの現状況と将来
6.2.1 コスト
6.2.2 シリコンのアベイラビリティー
表6-2 多結晶シリコンを供給する主なサプライヤー
6.2.3 EUのREACHフレームワーク
6.3 薄膜太陽電池セルの現状と今後のグローバル・トレンド： 2007〜2013年
6.3.1 生産能力予測
表6-3 太陽電池市場の生産能力予測： 2007〜2013年（単位： MWp）
図6-1 太陽電池市場の生産能力予測： 2007〜2013年（単位： MWp）
表6-4 タイプ別の薄膜太陽電池の生産能力予測： 2007〜2013年（単位： MWp）
図6-2 タイプ別の薄膜太陽電池の生産能力予測： 2007〜2013年（単位： MWp）
表6-5 薄膜太陽電池の生産能力予測（タイプ別のパーセンテージ比較）： 2007〜2013年
図6-3 薄膜太陽電池の生産能力予測（タイプ別のパーセンテージ比較）： 2007〜2013年
6.3.1.1 a-Si
6.3.1.2 CdTe
6.3.1.3 CIGS
6.3.1.4 有機材料、およびハイブリッド（有機 / 無機）材料
6.3.2 生産規模予測
表6-6 タイプ別の薄膜太陽電池の売り上げ予測： 2007〜2013年
図6-4 タイプ別の薄膜太陽電池の売り上げ予測： 2007〜2013年
表6-7 薄膜太陽電池の売り上げ予測（タイプ別のパーセンテージ比較）： 2007〜2013年
図6-5 薄膜太陽電池の売り上げ予測（タイプ別のパーセンテージ比較）： 2007〜2013年
表6-8 アプリケーション別の薄膜太陽電池の売り上げ予測： 2007〜2013年
図6-6 アプリケーション別の薄膜太陽電池の売り上げ予測（シェア・パーセンテージ）
第7章 現在進行中のR&Dトレンド： 製品セグメント別
表7-1： 薄膜太陽電池の将来トレンド
7.1 開発中の技術
7.1.1 球状結晶シリコン
7.1.2 有機太陽電池（OPV）
7.1.3 色素増感太陽電池（DSC）
7.1.4 第3世代の太陽電池セル
7.2 変換効率改善の可能性
7.2.1 電子と正孔輸送ポリマーのブレンド
7.2.2 バンドギャップの大きい半導体酸化物
7.2.3 光コンセントレーター
7.2.4 イオン性固体電解質
7.2.5 Micro-morphタンデム・セル
7.2.6 有機材料の安定性
7.3 広範囲の波長の光を吸収可能な材料
7.4 新材料
7.4.1 ハイブリッド（有機 / 無機）半導体
表7-2 Cu2S/CdSナノ結晶PVセルと、Cu2/CdS薄膜PVセルの比較
7.4.2 ナノワイヤ
7.5 今後の太陽電池開発とチャレンジ
第8章 主要な太陽電池材料、およびセル＆モジュールのサプライヤー、研究機関の活動状況
表8-1 材料サプライヤーと 材料タイプ
表8-2 地域別の薄膜太陽電池の生産能力、2010年
表8-3 アモルファス・シリコン薄膜太陽電池セルのサプライヤー
表8-4 CdTe薄膜太陽電池セルのサプライヤー
表8-5 CIGS薄膜太陽電池セルのサプライヤー
表8-6 色素増感太陽電池（DSC）セルのサプライヤー
表8-7 有機太陽電池（OPV）セルのサプライヤー
8.1 コマーシャル・サプライヤー
8.1.1 ー 8.1.48 （合計４８社）
8.2 研究機関と大学
8.2.1 ー 8.2.25 （合計２５研究機関）
APPENDIX
効率報告の方法論
本報告書で使用した略語と定義
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