沸騰大変動時代（六十三）

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」

【季語と短歌：６月１８日】

　　　　　　　　梅雨入りや晴れ雨曇り入り乱れ　

　　　　　風つのる春夜の闇よりきれぎれに鋭く啼く犬のこゑ遣りくる
　　　　　このままに寝入りてしまへばわが魂も闇夜の犬となりて咆ゆべし
　　　　　声の限り吼えてもみむか浮かびくるあの顔この顔うすら笑ひす
　　　　　二〇二四年二月二四日先負　泥沼化の三年目に入る
　　　　　つくづくと見上ぐる空より降りくるはミサイルに非ず　満天の星

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　船間和子
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　熊本県八代市
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　「短歌研究」
　　　　　　　　　　　　　　　　　「研究詠草」東直子　選
　　　※　一気詠みし、胸が詰まりました。皆さんの研鑽にエール！

｢気候変動対策を講じないことのコストは、
　　　　　　気候変動対策のコストよりも高い｣

2023年は｢史上最も暑い年」1.45℃上昇にＷＭＯが警鐘壱

3月19日、世界気象機関(ＷＭＯ)は2023年の地球の気温に関する報告
書｢State of the Globbal Climate 2023｣の中で、2023年の平均気温は18
50年観測開始以来、最高値となったことを正式に発表。ＷＭＯは,
｢Red Alert｣(レッド・アラート：非常警報)という言葉を用いて対策
を呼び掛けた。



2023年は異常気象・気象災害の１年
2023年の平均気温は、産業革命前の水準を1.45℃(±0.12℃)上回ﾘ、
1850年観測開始以来、最高値となった。同年までの10年間も観測史上
最も暑い10年間だったという。
さらにＣＯ２､メタン､窒素酸化物(Nox)などの温室効果ガス(ＧＨＧ)
濃度､海洋温暖化と酸性化、海面上昇、海氷面積・氷河の減少において
も過去最高値を記録した。2023年は熱波・洪水・干ばつ・山火事・熱
帯低気圧などが何百万人もの生活に影響と数十徳ドルの経済的損失を
もたらした。ＧＨＧ濃度には、2023年中に起こったカナダやハワイ、
ギリシャなどでの大規模な山火事が影響していると見られる。

1.5℃にこれほど近づいたことはない
ＷＭＯ事務局長のセレステ・サウロ氏は、｢パリ協定の下限気温1.5
℃まで、一時的とはいえ､これほど近づいたことはない｡　ＷＭＯは世
界に向けてレッド・アラートを鳴らしていく｣とコメントした。さらに、
気温だけではなく海の暖かさ、氷河の後退、南極の海氷の減少は特に
危惧するべき事態だと言う。2023年末には、海洋の90％以上が熱波に
見舞われ、重要な生態系と食料システムが被害を受けた。世界の氷河
は、北米西部と欧州での極端な融解によって、1950年以来過去最大の
減少に見舞われた。南極の海氷面積も過去最小を記録した。過去10年
間(2014～2023年)の海面上昇率は、衛星記録の最初の10年間(1993～
2002年)から2倍以上になっている。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　この項つづく



【最新ペロブスカイト太陽電池製造技術④】
❏ 特開2024-058455 電圧整合タンデム太陽電池モジュール 株式会
社 豊田中央研究所 
【発明を実施するための形態】
【００２６】光電変換層１４は、光を吸収して電気エネルギーに変換
する層である。光電変換層１４は、第１導電層１２上に形成される。
光電変換層１４は、後述するボトムモジュール２０２の光電変換層２
４よりバンドギャップが広い材料から構成される。すなわち、光電変
換層１４は、ボトムモジュール２０２の光電変換層２４より短波長の
光を吸収する材料から構成される。光電変換層１４は、バンドギャッ
プＥｇ（ｔ）が１．５ｅＶ以上１．８ｅＶ以下の材料から構成するこ
とが好適である。当該バンドギャップＥｇ（ｔ）の条件を満たす材料
は、例えば、有機無機ハイブリッドペロブスカイト（ＰＶＫ）が挙げ
られる。ＰＶＫの組成を調整することによって当該バンドギャップＥ
ｇ（ｔ）の条件を満たす材料とすることができる。

【００２７】第２導電層１６は、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２導電層１６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２導電層１６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。【００２８】

第２導電層１６は、光電変換層１４を形成後、光電変換層１４に間隙
１８ｂを形成した後に形成される。これによって、間隙１８ｂを介し
て、第２導電層１６は隣のセルの第１導電層１２と電気的に接続され
る。また、光電変換層１４及び第２導電層１６は、トップモジュール
２００を構成するトップセル毎に間隙１８ｃによって分離されている
。これによって、トップモジュール２００を構成する各トップセルは
互いに直列接続された構成とされる。【００２９】

なお、トップモジュール２００は、光入射側から、第２導電層１６、
光電変換層１４、第１導電層１２及び基板１０の順に配置した構成と
してもよい。この場合、第２導電層１６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することが好適である。また、第１導電層
１２及び基板１０は、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することが好適である。

【００３０】ボトムモジュール２０２は、複数のボトムセル（太陽電
池セル）を複数直列に接続して構成される。ボトムモジュール２０２
は、基板２０、第３導電層２２、光電変換層２４及び第４導電層２６
を含んで構成される。基板２０、第３導電層２２、光電変換層２４及
び第４導電層２６は、光入射側の反対側から順に積層されてボトムモ
ジュール２０２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。【００３１】

基板２０は、ボトムモジュール２０２を構造的に支持する部材である。
基板２０の材料は、特に限定されるものではなく、例えば、ガラス、
プラスチック、セラミックス、金属等で構成することができる。

【００３２】第３導電層２２は、基板２０上に形成される。第３導電
層２２は、導電性の材料で構成される。第３導電層２２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３導電層２２
は、モリブデンなどの金属としてもよい。第３導電層２２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３導電層２２は、ボトムモジュール２０２を構成するボト
ムセル毎に間隙２８ａによって分離されている。【００３３】

光電変換層２４は、光を吸収して電気エネルギーに変換する層である。
光電変換層２４は、第３導電層２２上に形成される。光電変換層２４
は、トップモジュール２００の光電変換層１４よりバンドギャップが
狭い材料から構成される。すなわち、光電変換層２４は、トップモジ
ュール２００の光電変換層１４より長波長の光を吸収する材料から構
成される。光電変換層２４は、バンドギャップＥｇ（ｂ）が１．０ｅ
Ｖ以上１．２ｅＶ以下の材料から構成することが好適である。当該バ
ンドギャップＥｇ（ｂ）の条件を満たす材料は、例えば、Ｃｕ（ＩＮ
，Ｇａ）Ｓｅ２、有機無機ハイブリッドペロブスカイト（ＰＶＫ）が
挙げられる。Ｃｕ（ＩＮ，Ｇａ）Ｓｅ２やＰＶＫの組成を調整するこ
とによって当該バンドギャップＥｇ（ｂ）の条件を満たす材料とする
ことができる。【００３４】

第４導電層２６は、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４導電
層２６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４導電層２６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。【００３５】

第４導電層２６は、光電変換層２４を形成後、光電変換層２４に間隙
２８ｂを形成した後に形成される。これによって、間隙２８ｂを介し
て、第４導電層２６は隣のセルの第３導電層２２と電気的に接続され
る。また、光電変換層２４及び第４導電層２６は、ボトムモジュール
２０２を構成するボトムセル毎に間隙２８ｃによって分離されている。
これによって、ボトムモジュール２０２を構成する各ボトムセルは互
いに直列接続された構成とされる。【００３６】

なお、ボトムモジュール２０２は、光入射側から、基板２０、第３導
電層２２、光電変換層２４及び第４導電層２６の順に配置した構成と
してもよい。この場合、基板２０及び第３導電層２２は、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。また、第４導電層２６は、透光性は必要とされな
い。【００３７】

トップモジュール２００とボトムモジュール２０２は光入射面側から
みて互いに重なり合うように配置される。ここで、光入射面側からみ
たトップモジュール２００とボトムモジュール２０２の大きさは同一
とすることが好適である。また、光入射面側からみたトップモジュー
ル２００の基板１０とボトムモジュール２０２の基板２０の大きさを
同一にすることが好適である。また、光入射面側からみたトップモジ
ュール２００の光電変換層１４を形成した面積とボトムモジュール２
０２の光電変換層２４を形成した面積とを同一にすることが好適であ
る。ここで、同一とは、完全に等しいのみならず、ほぼ等しいことも
意味する。具体的には、同一であることが好適であるとは、互いに±
１０％以内で等しいことが好適であることを意味する。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　この項つづく 

 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

沸騰大変動時代（六十二）

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