ラミネート構造新型単結晶シリコン太陽電池素子開発

新型叠层结构单晶硅太阳能电池元件的研制

• 批准号: 00J06593
• 负责人: 山本 幸枝
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J06593/
• 关键词: 薄膜太陽電池; 単結晶シリコン薄膜; 表面再結合速度; 反射防止膜

(1)単結晶シリコンの薄膜成長単結晶シリコン薄膜成長には化学的気相堆積(CVD)法を用いた。成長温度1050℃において成長速度は、常圧CVD法では28μm/hであり、一方、減圧CVD法では3μm/hであった。両成長方法において、結晶性に有意差が見られなかったことより、短時間で成膜可能な常圧CVD法が有効であると考え、太陽電池素子作製には常圧CVD法を用いた。(2)プラズマCVD法で堆積したシリコン窒化膜の表面パッシベーション特性太陽電池の表面パッシベーション膜として、プラズマCVD(PCVD)法で形成したシリコン窒化膜を用いた。太陽電池表面にシリコン窒化膜を堆積することで、短波長域での分光感度特性の向上がみられた。表面再結合速度としては、堆積前2.5×10^4cm/secから堆積後4.6×10^3cm/secに約80%低減した。低抵抗シリコン基板上に作製した厚さ約10μmの単結晶シリコン薄膜太陽電池特性は、変換効率11.0%(J_<sc>=26.3mA/cm^2、V_<oc>=609mV、FF=69%)であった。また、反射防止膜特性としては波長400-1100nmで平均反射率11%(最低反射率1.3%)まで低減でき、電流の増加率としては1.5倍であった。今回、PCVD法で堆積したシリコン窒化膜は薄膜太陽電池の表面パッシベーション、反射防止膜に有用であると結論付ける。(3)単結晶シリコン薄膜太陽電池の作製・評価引き剥がし後の素子構造を仮定し、SOI(Silicon-on-Insulator)基板上に厚さ20μmの単結晶シリコン薄膜太陽電池を作製した。素子特性としては変換効率6.4%(J_<sc>=24.0mA/cm^2、V_<ox>=468mV、FF=58%)であった。V_<oc>、FFが小さいことより、さらなる結晶性の向上並びに素子構造最適化が必要である。以上、3年間の研究成果を学位論文としてまとめた。

(1)Single crystal thin film growth Single crystal thin film growth Growth temperature: 1050℃ Growth rate: 28μm/h by constant pressure CVD, 3μm/h by reduced pressure CVD Growth method, crystallization intention difference, short time film formation possibility, constant pressure CVD method, solar cell production, constant pressure CVD method (2)The CVD method is used to deposit thin films on the surface of solar cells. The CVD method is used to form thin films on the surface of solar cells. Solar cell surface thin film deposition, short wavelength region of spectral sensitivity characteristics of the upward trend The surface recombination velocity decreases from 2.5× 10^4 cm/sec before deposition to 4.6× 10^3 cm/sec after deposition by about 80%. The crystalline thin film solar cells fabricated on a low resistivity substrate with a thickness of about 10μm have a characteristic conversion efficiency of 11.0%(J_<sc>=26.3mA/cm^2, V_<oc>= 609mV, FF=69%). The average reflectivity of the antireflection film is 11%(minimum reflectivity 1.3%) at wavelengths of 400-1100nm, and the current increase rate is 1.5 times lower. In this paper, PCVD method is used to deposit thin film films on the surface of thin film solar cells. (3)Fabrication and Evaluation of Single Crystal Thin Film Solar Cells After Stripping, Single Crystal Thin Film Solar Cells with a Thickness of 20μm were fabricated on SOI(Silicon-on-Insulator) substrates. The conversion efficiency of the electron characteristics is 6.4%(J_<sc>=24.0mA/cm^2, V_<ox>= 468mV, FF=58%). V_<oc>, FF The research results of the above three years are as follows:

项目成果

Yukie Yamamoto: "Numerical Analysis of Bulk Diffusion Length in Thin Film Single Crystalline Silicon Solar Cells"Solar Energy Materials and Solar Cells. 75(3-4). 433-438 (2003)

Yukie Yamamoto：“薄膜单晶硅太阳能电池体扩散长度的数值分析”太阳能材料和太阳能电池。