靜脈産業巡礼の明日

 

 

【環境リスク本位制下の家電リサイクル法】

経済産業省と環境省は20日、メーカーや小売業者に廃棄された家電製品の回収やリサイクルを
義務付けている「家電リサイクル法」を見直す方針を固め、具体的な検討に入った。廃棄され
たエアコンなどが不正輸出されるケースも相次いでいる。有識者会議は月１回程度のペースで
議論を進め、年内をメドに結論をまとめる。家電リサイクル法では使わなくなったテレビ、エ
アコン、冷蔵庫、洗濯機の４品目について、消費者が料金を負担したうえでメーカーが回収や
再資源化を行うことを義務付けている。一方、廃品回収する許可を持っていない業者が消費者
から無料で回収して「中古品」として輸出したり、海外で金属などを回収した後に不法投棄し
たりする問題が発覚している。こうした不正輸出や取引が環境汚染などの問題を招きかねない
との懸念が高まっているという背景があるという。

ここでの議論でのポイントは、リサイクル、これは何を意味しているか？状況認識でと状況的
独立変数に基づく状況測定だ。有り体に言えば、市場から独立した「環境リスク」の評価の一
語に尽きる。リサイクルしなければ全球的にも局地的にも経済成長（＝欲望拡大）が維持でき
ないという判定ということになるが、その運用は難しい。言い換えれば、都市金鉱に注力しな
ければ、環境リスク逓増×コスト逓減が実現できないということであり、それゆえに不正輸出
（回収物の単一国家社会から持ち出す行為）する企業体（集団）及び個人にその対価（違約金）
を求めることもやむなしという当該住民の「倫理形成」（＝合意形成）の表明動向だ。

 
【進化する太陽電池：　光・分光感度測定方法】

多接合型太陽電池セルの分光感度測定方法では、白色バイアス光源を多接合型太陽電池セルに
照射する状態と、各々が照度調整可能な複数の第１の単色光光源の１つの第１の単色光光源の
照度を調整する状態と、複数のサブセルに対応する第１の単色光光源の照度を低減させる状態
と、第２の単色光光源からの単色光の波長を走査して、測定対象となるサブセルの分光感度特
性を測定する状態で、多接合型太陽電池の分光感度特性を測定場合、精度よく分光感度特性の
測定を行なうことができる方法が上図のように新規考案されている。

上図は、従来技術の一般的な太陽電池の分光感度測定装置の構成図例。セルの分光感度特性は、
セルを短絡し暗状態に置き、異なる波長の単色光を一定照度でセルに照射し、この波長に対応
し発生する電流を測定することで得られる→セルは標準温度（２５℃）に設定され、モノクロ
メータから得られる単色光の照度は、通常１０nmの間隔で数１０μＷ／cm²。しかし、実際の太
陽電池は、この単色光の照度と比較して極めて高い照度の白色光である太陽光の下で使用され
るため、その分光感度特性は、暗状態下で得られる分光感度特性とは異なる。そのため、太陽
光下での実使用状態に近似するには、白色バイアス光照射と、微小な応答信号を測定のロック
インアンプを用いて測定されている。

具体的には、セルには一定照度の擬似太陽光（白色バイアス光：たとえばＡＭ1.5のスペクトル
を有し、同範囲における積算照度：百mＷ／cm²）を照射し、単色光光源から照射された単色光
を所定の周期で通過させるチョッパーでパルス状態にして白色バイアス光に重畳し、応答信号
はセルに直列に接続された微小抵抗Rの両端の出力電圧として、チョッパーの同期信号を使った
ロックインアンプを用いて測定されている。ところで、下図は、白色バイアス光の有無により、
シリコン太陽電池セルの分光感度が異なることを示す分光感度特性図である。この図から、上
図ような装置構成を用いて裏面に酸化膜を形成したシリコン太陽電池セルの分光感度を測定し
たとき、白色バイアス光が照射されている場合と、白色バイアス光が照射されておらず単色光
のみが照射されている場合の分光感度が異なっていることがわかる。つまり、白色バイアス光
が照射の場合、分光感度が向上し感度帯域が広くなる。これは、白色バイアス光の照射により
光生成された少数キャリアの濃度が多数キャリアの濃度を上回る高注入状態となり、この少数
キャリアがセル裏面のシリコンとシリコン酸化膜の界面に存在する再結合中心を埋める役割を
果たしている。セルが実際に太陽光下で動作する状態で、セルの分光感度特性を精査するため
には白色バイアス光を照射する必要がある。

 

近年は太陽電池の高効率化の研究が進み、禁制帯幅が異なる複数の半導体材料のｐｎ接合を、同一
基板上に禁制帯幅が大きいものから順に光が入射する方向に縦積みし、両端に出力端子を設けるこ
とで、光電変換可能な波長範囲の拡大と高電圧化を図ったモノリシック２端子多接合型太陽電池セル
（以下、多接合セルと称す）が開発されている。例えば、禁制帯幅が約１．９ｅＶであるＧａＩｎＰトップセル
（以下、トップセルとも称す）、禁制帯幅が約１．４３ｅＶであるＧａＡｓミドルセル（以下、ミドルセルとも称
す）、禁制帯幅が約０．７２ｅＶであるＧｅボトムセル（以下、ボトムセルとも称す）からなる３つのサブセル
をＧｅ基板上にエピタキシャル成長技術で形成した宇宙用３接合型太陽電池セルは、変換効率が27％
以上という、従来の単接合型セルでは実現できなかった高い変換効率を現出する。このような多接合
セルの分光感度の測定はサブセルごとに行われるが、感度帯域の異なる複数のセルを内部に直列接
続した２端子の構造のため、問題が生じる。

まず第１に、通常動作時は複数のサブセルのうち、最も発生電流の小さいサブセルの発生電流がセル
全体の出力電流（回路に流れる電流）となるが、分光感度測定時には測定対象のサブセルの発生電
流の変化がセル全体の出力電流の変化として観測できるように、残余のサブセルの発生電流が測定
対象のサブセルの発生電流よりも大きくなるような状態にする必要がある。

第２に、一般的に発生電流が異なる複数のセルを直列に接続し短絡動作させた場合、最も発生電流
が小さいサブセル（セル全体の出力電流を支配するサブセル）に残余のサブセルの発生電圧されるが、
上記で説明した状態にすると測定対象のサブセルには、この逆バイアス電圧が印加され、この逆バイ
アス電圧をキャンセルするための電気バイアスを外部から印加する必要がった。上記の留意点を考慮
し、一応の解決策を与えた多接合太陽電池の分光感度測定方法が、日本工業規格JISC-8944：「多
接合太陽電池分光感度特性測定方法」が開示されている。分光感度測定時の状態を得るには、測定
対象以外の残余のサブセルが動作状態になるよう、残余のサブセルの感度帯域波長に相当する分光
分布をもつ、カラーバイアス光を照射する。単色光の照度は２０μＷ／ｃｍ²以上であり、カラーバイアス
光の照度は、測定対象となるサブセルの発生電流が、この残余のサブセルのそれよりも小さくなるよう
に調整するが、電気バイアスは、残余のサブセルの開放電圧Ｖｏｃｉ及び最大出力電圧Ｖｍｐｐｉを推定し
その和の平均値または開放電圧の和をＶｂｉａｓとし、これをセルに印加する。

上図を参照すると、本構成は前述した図で説明した構成と比較して、白色バイアス光がカラー
バイアス光となり、多接合セルと並列に電気バイアス回路と直流電圧計を追加した点が異なる。
次に、４百～９百nmの光に感度帯域を有するＧａＡｓミドルセル分光感度測定時は、波長650nm
以下の光と、640nm以上の光のみを透過するフィルター白色バイアス光の前に設置する。この
とき多接合セル端で観測される出力電圧Ｖｆ２が動作しているトップセル、ボトムセルの発生
電圧の和であり、当該Ｖｆ２が測定対象であるミドルセルに逆方向に印加されるため、この
Ｖｆ２をキャンセルするための電気バイアスであるＶｂｉａｓ＝Ｖｆ２を多接合セル全体に印
加する。この状態でのトップセル時と同様に信号光である単色光をチョッパーを介してパルス
状で照射し、微小抵抗両端の出力電圧をロックインアンプで測定し、ＧａＡｓミドルセルの分
光感度特性が得られる。

さらに、840～1900ｎｍの光に感度を有するＧｅボトルセル分光感度測定時は、波長９百nm以
下の光のみ透過するフィルターＦ３を白色バイアス光の前に設置する。このとき、多接合セル
端で観測される出力電圧Ｖｆ３が動作しているトップセル、ミドルセルの発生電圧の和であり、
このＶｆ３が測定対象であるボトムセルに逆方向に印加されるため、Ｖｆ３をキャンセルする
ために電気バイアスであるＶｂｉａｓ＝Ｖｆ３を多接合セル全体に印加する。この状態で、前
述トップセル時と同様に微小抵抗両端の出力電圧をロックインアンプで測定する。これにより、
Ｇｅボトムセルの分光感度特性が得られるが、測定対象の要素セル（サブセル）の短絡電流が
最小となるよう、カラーバイアス光の分光放射照度を調整する。測定対象の要素セルを通常の
使用条件と同等の放射照度で照射し、他の要素セルはそれよりも強い照度で照射することが望
ましい」と記載されてはいるが、サブセルと同じ数だけの、通常の使用条件と同等およびそれ
より強い放射照度を有する光源を準備することが、設置スペースやコストなどの制約上から実
際には困難であり、分光感度測定時に、測定対象のサブセルの感度帯域波長を有するカラーバ
イアス光が照射されないので、少数キャリアの高注入状態が達成されないので、実際の太陽光
下に近似する動作状態での測定対象セルの測定が精度良く行なえなかったが、今回の発明によ
り、多接合型太陽電池の分光感度特性を精度よく分光感度特性の測定を行なえるという。

 

【すべてはデザインから始まる：通商連合大型兵員輸送車　ＭＭＴ】

【ザ・ドーアズ　】 

 

 

 

もし知覚の扉が浄化されるならば、全ての物は人間にとってありのままに現れ、無限に見える。

 

　　If the doors of perception were cleansed, everything would appear to man as it truly is, infinite.

 

ウォーカーブラザーズとザ・ドアーズが重なって思い出される程遠くなってしまったが、「ハ
ートに火をつけて」「ハロー・アイ・ラブ・ユー」など初期作品は、昨日のように鮮やかによ
みがえってくるようだ。レイモンド・ダニエル・マンザレクの訃報に接する。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　合掌