太陽光パネルの生産工程は中国へとますます移り、同国はコスト削減に大きく貢献してきた。
シリコンは太陽光パネル生産に欠かせない原材料だが、利用可能な形に加工するには多くのエネルギーと費用がかかる。
太陽光パネルは、半導体であるシリコンセルを何層にも重ね、ほかの物質と組み合わせて電極を作る。
過去10年間で、中国は世界の太陽光パネル製造業界を支配するようになった。同国は2011年以降、新たな太陽光発電設備容量に500億ドル超を投資してきた。これは欧州の10倍にあたると、国際エネルギー機関(IEA)は述べている。また、この業界で新たに30万人の製造業雇用を創出した。
製造能力が欧州、日本、米国からますます移るにつれ、太陽光パネルの全製造段階に占める中国の割合は拡大し、現在は80%を超えている。さらに、中国には太陽光発電製造装置の世界上位10社の供給企業がすべて集まっている。
中国は世界各地で太陽光パネルの価格を引き下げるうえで大きな役割を果たしてきた。一方、特定の地理的地域に生産能力が集中すると、サプライチェーンに潜在的な課題が生じるため、各国政府が対処する必要があるとIEAは述べている。
では、太陽光パネルはどのように作られるのだろうか?
ステップ1:シリコン
太陽光パネルは多数のセルで構成され、それぞれのセルは半導体材料を何層にも重ねて作られる。半導体として最も広く使われているのは、圧倒的にシリコンだ。砂の主成分であるため広く入手できるが、高品質のシリコンへの加工には多額の費用とエネルギーがかかる。近年、ポリシリコンの価格が急騰し、2022年7月には2011年以来の最高値に達した。
ステップ2:インゴット
結晶シリコンを溶かし、ホウ素を混ぜて正の電気極性を持たせる。その後、シリコンを円柱状のインゴットに成形する。
ステップ3:ウエハー
次に、インゴットを紙のように薄いウエハーと呼ばれる薄片に切り分ける。これらのウエハーに反射防止膜を施し、自然な光沢のある表面で太陽光が反射して戻るのを防ぐ。
ステップ4:セル
ウエハーを背中合わせに重ね、リンの存在下で加熱して太陽電池セルを作る。リンによって負の電気極性が生じる。
極めて薄い素材でできた電気接点を、太陽光を遮らないように配置し、セル同士を接続する。
ステップ5:パネル
セルをシリコンゴムまたはエチレン酢酸ビニルで封止してつなぎ合わせ、太陽光パネルを作る。次にパネルをアルミニウム製の枠に取り付ける。枠にはマイラーまたはテドラー製のバックシートと、ガラスまたはプラスチック製のカバーが付いている。




