アモルファスシリコン/結晶系薄膜半導体タンデム太陽電池の基礎研究

非晶硅/晶薄膜半导体叠层太阳能电池基础研究

• 批准号: 01603526
• 负责人: 浜川 圭弘
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Osaka 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: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-01603526/
• 关键词: タンデム型太陽電池; アモルファスシリコン太陽電池; 多結晶シリコン太陽電池; グラフォエピタキシ-

タンデム型太陽電池として最も高い効率が期待されるa-Si/x-Si系タンデム太陽電池の高効率化について、実用上フィ-ジブルな17%以上の効率を得ることを目的として研究を推進した。またボトムセル用Si薄膜基板製造を目指したグラフォエピタキシについても、昨年度に続き研究を行った。まず2端子セルについて、熱拡散法により作製したn-on-p poly-Siを用いタンデムセルの作製を行った。このボトムセル上に、n-μc-Siバッファ層とし、さらにa-Siをp-i-nの順で堆積した。a-Siの堆積温度を250℃とし、透明電極の堆積条件を最適化したところ、変換効率として15.03%が得られた。ところで、s-Siとc-Siは、両材料の屈折率がほぼ等しいため、a-Si内での光閉じ込め効果が利用できず、十分高い光電流密度が得られていない。これを改善するため、両セル間に適当な反射膜を挿入して、膜内での多重光反射により、a-Si基礎吸収端波長帯でのみ光反射を大きくする選択反射膜を提案し、ITO膜を用いた場合の膜厚の最適条件を理論および実験より検討した。またその効果を確認する実験を行い、10%程度の光電流の増加が期待できることを明らかにした。また、タンデムセルのもう一つの構造である4端子接続型タンデム太陽電池の最適化研究を行った。ボトムセルは、多結晶基板を用いて作製することとし、a-SiCをベ-スとした低抵抗広禁止帯幅エミッタとのヘテロ接合構造とした。このa-SiC膜はECR-CVD法によって低温で形成できるため、接合形成時に於ける熱処理過程でのグレインバウンダリの活性化を避けることが可能となり、15.4%(AM1,100mW/cm^2)の変換効率が得られた。トップセルは、ガラス/TCO基板上にp-i-nの順で堆積したa-SiC/a-Siヘテロ接合セル構成とした。トップセル用基板としてフラットTCO基板を用いて光の散乱を押さえた結果、4端子デバイスの変換効率として16.8%が得られた。

The highest efficiency of a-Si/x-Si solar cells is expected, and the efficiency of a-Si/x-Si solar cells is more than 17%. The production of Si thin film substrates for the first time in the past year has been studied. 2-terminal, thermal dispersion method, n-on-p poly-Si, and other methods These layers are stacked on top of each other, and on top of each other, they are stacked on top of each other, and on top of each other, they are stacked on top of each other. The deposition temperature of a-Si is 250℃, and the deposition conditions of transparent electrode are optimized. The conversion efficiency is 15.03%. The refractive index of a-Si, s-Si, c-Si, a-Si materials is equal to that of a-Si. The optical current density is very high. This paper discusses the optimum conditions of film thickness in the case of improving the absorption wavelength of ITO film, multiple reflection of light in the film, and large reflection of light at the absorption wavelength of a-Si film. The results of the test were confirmed, and the increase in photocurrent by 10% was expected. The optimization of solar cells with 4-terminal connection was studied. The structure of the semiconductor substrate is characterized by low resistance and high temperature. This a-SiC film was formed at low temperature by ECR-CVD method, and activated during heat treatment during bonding formation. The conversion rate was 15.4%(AM1,100mW/cm^2). p-i-n stacking on TCO substrates and a-SiC/a-Si bonding The conversion efficiency of 4-terminal TCO substrate was 16.8%.

项目成果

高倉秀行: "Optimum design an development of a-Si/poly Si tandem solar cells" Proc.ISES Solar World Congress 1989 Kobe,(Kobe,1989). (1990)

Hideyuki Takakura：“非晶硅/多晶硅串联太阳能电池的优化设计和开发”Proc.ISES 太阳能世界大会 1989 神户，（神户，1989）（1990 年）。

松本安弘: "Experimental approaches to find optimum design parameters in a-Si/poly Si two and four-terminal tandem solar cells" Proc.ISES Solar World Congress 1989 Kobe,(Kobe,1989). (1990)

Yasuhiro Matsumoto：“在非晶硅/多晶硅二端和四端串联太阳能电池中寻找最佳设计参数的实验方法”Proc.ISES 太阳能世界大会 1989 神户，（神户，1989 年）。