宇宙用CIGS太陽電池

CIGS太陽電池は、Cu（銅）、In（インジウム）、Ga（ガリウム）、Se（セレン）から主に構成される化合物半導体材料を用いた太陽電池です。CIGSは材料自体が極めて高い放射線耐性を有しているという特長があります。またCIGS太陽電池は基板上に非常に薄い膜で形成されるため、優れた軽量性を実現することができます。

出光興産のCIGS太陽電池は、その高い放射線耐性により、過酷な宇宙環境でも優れた性能を発揮します。また、軽量性を有することで打ち上げコストの削減も期待できます。当社のCIGS太陽電池は、これからの宇宙開発をエネルギーの面から支えます。

当社のCIGS太陽電池は、宇宙空間の放射線によって受けたダメージを光の照射で自己修復する仕組みを持っているため、放射線による変換効率の劣化がほとんどありません。この高い耐久性・自己修復能力により、カバーガラス無しの状態で低軌道（高度約700km）において9年もの間、出力特性を維持できていたことが実証されています。^※1

宇宙用途で一般的に使用されているシリコン（Si）や3接合ガリウムヒ素（3J-GaAs）は、放射線の照射によって出力が運用初期に比べて低下していきます。一方、当社のCIGS太陽電池は前述の自己修復能力により出力を長期間維持します。

当社のCIGS太陽電池は高い放射線耐性により、放射線から保護するためのカバーガラスを持たない構造が可能になります。従来技術では必須だったカバーガラスが不要となることで、より薄くて軽い太陽電池を実現できます。また、当社独自の「薄膜プロセス」製法でさらなる薄型化を実現しつつ、形状や電流・電圧もカスタム可能です。

大型ガラス基板上に薄膜プロセスを用いて製造することで、従来の技術では難しかった太陽電池セルの大型化を実現しました（最大25cm角サイズ^※2）。大型のセルによって、ソーラーパネルにおけるセルの充填率を向上させることができます。高いセル充填率はパネル全体の発電量を増加させ、宇宙空間での効率的なエネルギー供給を可能にします。
さらに、より少ない枚数のセルでソーラーパネルを敷き詰めることで、ソーラーパネルにおけるインターコネクタ^※3の数も減らすことができます。これにより、パネル製造時の作業効率向上や信頼性の向上（インターコネクタが原因となる故障の回避）なども期待できます。

※2 2025年10月時点
※3 インターコネクタ：太陽電池のセル間を電気的に接続する部分

低軌道コンステレーション^※4衛星では、通信量の拡大や画像解析AI処理により必要とされる電力が増加傾向にあるため、今後ますます安定した電力の供給が求められます。さらに放射線の強い中軌道（高度2,000km～36,000km）においては、当社のCIGS太陽電池が持つ高い耐放射線性が衛星の運用長期化に貢献できます。また、大型の宇宙用構造物を建設する際には、いくつかの部品に分けてロケットで輸送し、宇宙で組み立てることになります。当社の軽くて薄いCIGS太陽電池であれば、その輸送コストの低減が可能になります。
軽量かつ高出力、さらに極めて高い放射線耐性を有するというという当社CIGS太陽電池の特性は、こうした様々な宇宙用途に適しており、将来的な月面探査の動力源や宇宙太陽光発電など、今後の宇宙開発を支えるエネルギー源として期待されています。

※4 高度数百km～2,000kmにおいて多数の小型衛星がネットワークのように飛び回り、地球全体に通信や観測サービスを提供する仕組み

当社は、100%子会社のソーラーフロンティアでの事業開始前からCIGS太陽電池の研究開発を行っており、その歴史は30年以上にわたります。
地上用のCIGS太陽光発電事業としては、世界最高である23.35％（AM1.5^※5）の変換効率と累計6GW相当のCIGS太陽電池モジュールの出荷をそれぞれ2019年、2020年に達成しています。
また、1,000m²以上の広さのR&D設備を保有しています。集積型セルまでの製造装置の他、宇宙用の試験・解析装置も備えています。

※5 Air Mass 1.5という地上用太陽電池の性能評価に用いられる標準的な太陽光の条件