引言

定格出力は公称値であり、低照度応答は実際の性能です。世界のほとんどの地域では、日射量が1000 W/m²未満である時間が90%以上を占めます。太陽正午前後のわずか2～3時間だけがSTC条件に近づきます。日の出、日没、曇天、雨天など、セルはその稼働時間のほとんどを低照度下で過ごします。高い定格効率が高い実出力を保証するわけではありません。本日は低照度応答を分析します：物理的に勝るのは誰か、現場でより強いのは誰か、そして生産ライン上でセルの低照度品質を評価する方法について。

低照度応答の物理：漏れと再結合が少ないのはどれか

ダイオード等価回路から、低照度下での効率低下の根本原因は単純です： 光生成電流は減少しますが、漏れ電流と再結合は比例して減少しないため、それらの相対的な割合が増加します。

最も重要な要因：シャント抵抗Rsh

低照度下では光生成電流が急激に減少しますが、漏れ電流はほぼ一定です（電圧とRshに依存）。漏れ電流の割合が大きくなるとVocが低下し、FFが低下し、効率が低下します。

Rshが高いほど（漏れが少ないほど）、低照度応答は良好です。これが核心的な物理的要因です。

二次要因：理想因子n

理想因子は再結合メカニズムを反映します：n=1は理想的な拡散電流、n=2は空乏層再結合が支配的な場合です。nが大きいほど、低照度下での再結合損失が大きくなります。TOPConのパッシベーションコンタクト構造ではn≈1.1-1.2、BCの裏面交差PN接合ではより多くの界面再結合チャネルがありn≈1.2-1.4、HJTのアモルファスシリコンパッシベーションは優れておりn≈1.0-1.1です。

直列抵抗Rsはここではあまり重要ではありません。 Rsでの電力損失はI²Rです。低照度下では電流が小さいため、その相対的な影響は弱まります。

BCが低照度で弱い理由：構造的な理由

BCは正極と負極の両方を裏面に配置するため、P⁺領域とN⁺領域の間に多数の分離トレンチが必要です。これらのトレンチは2つの問題をもたらします：

• エッジリークのリスク：トレンチエッチングはシリコン基板を損傷し、リーク経路を形成する可能性があります。単一のBC裏面には数百の分離トレンチがあり、それぞれが潜在的なリーク経路です。

• 界面再結合：裏面交差構造のP⁺/N⁺界面面積が大きくなり、再結合中心が増加し、理想因子nが高くなります。

これは本質的な構造上の課題であり、「誰が悪いのか」という問題ではありません。 プロセス最適化（トレンチ形状の制御、パッシベーション層の改善）は役立ちますが、構造上BCはこの点で自然に不利です。

HJTが低照度で最も優れた性能を発揮する理由はその逆です：真性アモルファスシリコンi-a-Si:Hパッシベーション層が優れた表面パッシベーション、低い界面準位密度、最高のRsh、そして最小の理想因子を提供します。

現場の証拠：低照度下でのワットあたり出力でTOPConがBCを上回る

複数の試験機関からの現場データは一貫した方向性を示しています：

低照度条件下では、TOPConのワットあたりの出力はBCを上回り、日射量が低いほどその差は広がります。

しかし、同じ技術ルート内でもばらつきが大きい。Carbon Search評価ラボによるマルチサプライヤー比較テストでは、BC製品は 2.78%～6.57% の損失が200 W/m²の低日射量で見られ、一方TOPConは 2.14%～4.72%. 3つの技術の「最良製品」間の差は、同じルート内の「良品と不良品」の差よりも小さい。

生産上のポイント： 選定時には、メーカーのプロセスレベルが技術ルートの選択と同様に重要です。

温度係数と低照度応答を混同しないでください

温度係数と低照度応答は独立した2つのパラメータですが、混同されやすいです。

暑い曇りの夏の日には、高温と低照度が重なり、HJTが両方で優位に立ち、そのアドバンテージがさらに拡大します。寒い曇りの冬の日には、低温により温度係数の影響が小さくなり、低照度応答が主導します。 温度係数を使って低照度性能を説明したり、低照度性能から温度係数を推測したりしないでください。これらは異なる物理量です。

低照度最適化とUVID耐性は、本質的に物理的に相反するものではありません。低照度は電気的損失メカニズム（Rsh、n）に依存し、UVIDは材料の安定性（パッシベーション層の化学結合、封止材フィルム）に依存します。両者は独立した最適化によって個別に改善可能です。

生産ラインでセルの低照度品質を判断する方法

最も直接的な指標：シャント抵抗Rsh。

I-Vテストでは、セルのRshが高いほど低照度での性能が良好である可能性が高くなります。バッチ内でRshの分布が広く、低Rshセルの割合が高い場合、低照度出力は確実に低下します。

BCラインに関する特記事項：EL画像の分離トレンチ領域に異常な輝点を示すセルは、Rshが低い可能性が高いです。これは前述の「トレンチエッジリーク」に対応し、構造上自然に発生しやすい問題です。

TOPConライン：Rshが1000 Ω·cm²以上であれば通常正常です。500未満の場合は、エッジ分離やパッシベーション層のピンホールを調査する必要があります。低照度特性に優れたセルは、通常Rshが3000以上を示します。

HJTライン：Rshは自然に高く、5000以上が一般的です。しかし、HJTセルでRshが低い場合は、通常TCOとa-Si:H界面で何か問題が発生していることを意味します。

まとめ

低照度応答の物理的台帳：HJTが最良、TOPConが良好、BCは構造的課題を抱える。現場の台帳：低照度下では、TOPConのワットあたりの出力は実際にBCを上回り、照度が低いほどその差は広がります。ただし、技術ルートだけで判断してはいけません。同じルート内の良品と不良品の差は、ルート間の差よりもさらに大きいです。

データソース：CPVT銀川フィールドテスト（2025年）、TÜV Nord鹿児島フィールドテスト、TÜV Rheinland成都フィールドテスト、CGC海南フィールドテスト、国家電網張北フィールドテスト、Carbon Search Evaluation Labのマルチサプライヤー比較テスト（2025年）。

Ooitechの見解：実際の低照度出力こそが太陽電池の真の尺度であり、定格効率ではありません。そしてシャント抵抗がそれを最も決定する単一の要因です。