格子整合系複合材料を用いたシリコン太陽電池の極限高効率化

使用晶格匹配复合材料最大限度地提高硅太阳能电池的效率

• 批准号: 04203220
• 负责人: 冬木 隆
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04203220/
• 关键词: 太陽電池; シリコン; 広禁制帯幅半導体; 格子整合

本研究は、Siならびにそれに格子整合して成長させた広禁制帯幅GaP系半導体との複合材料系を用い、広い波長領域にわたって太陽光エネルギーを有効に活用し、30%を超える極限高効率を達成する新構造太陽電池を開発することを目的とする。本年度の研究成果の概要は次の通りである。1.集光動作における変換効率の理論的検討格子整合系緩衝層を用いたIn_<1->xGAxP/Si複合太陽電池について、太陽光集光時の動作特性を検討した。直列抵抗が低減できれば、集光率30〜100で、37〜39%の超高効率が実現可能であることが分かった。2.GaP系半導体のヘテロエピタキシーと禁制帯幅の精密制御熱分解効率の高いターシャリブチルフォスフィンをV族原料に用いることにより、Si上に低温で高品質のGaPを成長させることができた。In/Ga組成比を段階的に変化させるステップ緩衝層を挿入することにより、格子不整合を緩和し、ほぼ鏡面の表面モホロジーを持つ高品位の成長層を制御性良く得ることができた。3.複合太陽電池への応用に向けて成長させたIn_<1->xGaxPの吸収係数を実測する事により、我々が提案している半経験的手法による吸収係数導出法の有用性を確めた。上層ならびに下層太陽電池の接合に用いるトンネル接合の直列抵抗について、理論的に検討し、十分低い値が達成できることを明らかにした。以上、複合材料太陽電池製作において、構造の検討ならびに基礎的結晶成長プロセスは確立された。今後、pn接合を有するSi上にInGaP系半導体を連続成長させ、太陽電池素子を試作することが急務である。

In this study, the growth of silicon in the lattice is prohibited. The composite material system of GaP is used in the wavelength field. The maximum efficiency of the solar cell is 30%. Summary of research results for the year 1. A Theoretical Study of the Conversion Efficiency of Solar Energy Collection and <1->the Performance Characteristics of Solar Energy Collection in In_ xGAxP/Si Composite Solar Cells Inline resistance is low, etendue 30 ~ 100, ultra-high efficiency 37 ~ 39%. 2. GaP series semiconductor high temperature control thermal decomposition efficiency, Si high temperature high quality GaP In/Ga composition ratio of the stage changes, the buffer layer into the lattice unconformity, the surface of the mirror, the growth layer to maintain a high quality control 3. To <1->determine the usefulness of the absorption coefficient derivation method for the growth of composite solar cells The upper layer and the lower layer of solar cells are connected in series with each other. The theoretical parameters are discussed and the very low values are achieved. The above, composite solar cell production process, structure and basic crystal growth conditions are established In the future, there will be an urgent need for pn bonding on Si InGaP semiconductor.

项目成果

小松 雄爾: "格子整合系緩衝層を用いたInGaP/Si複合太陽電池" 第3回高効率太陽電池ワークショッププロシーディング. 60-63 (1992)

Yuji Komatsu：“使用晶格匹配缓冲层的 InGaP/Si 复合太阳能电池”第三届高效太阳能电池研讨会论文集 60-63 (1992)。