ワイドギャップ微結晶混晶を用いた新型シリコンヘテロ接合太陽電池の研究

新型宽禁带微晶混晶硅异质结太阳能电池的研究

• 批准号: 05F05328
• 负责人: 小長井 誠
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05F05328/
• 关键词: シリコン太陽電池; 光起電力効果; 微結晶SiC; ホットワイヤーCVD; ヘテロ接合; 微結晶SiO; プラズマCVD; ホットワイヤー法

酸素を含む微結晶SiOを新型シリコンヘテロ接合太陽電池に適用し、その有効性を実証した。まず、平成17年に開発した微結晶3C-SiCでは、膜形成時に非常に多量の原子状水素を必要とし、製膜初期にシリコン表面が荒れるため、界面制御が難しくなった。これに対して、微結晶SiO系では、比較的少ない原子状水素で微結晶化が生じ、しかも禁制帯幅もヘテロ接合を構成するのに充分な大きさが得られると期待されることから、高効率化への近道と考えられる。また、従来のホットワイヤー法により作製した微結晶3C-SiCには、多量のフィラメント材料が混入していることが明らかとなった。そこで、平成18年度は、VHFプラズマCVD法を用いて、下記の研究を行った。(1)VHF-PCVD法による微結晶SiOの製膜技術開発原料ガスにモノシランとCO_2ならびに水素を用いたVHF-PCVD法にて、微結晶SiOを形成する技術を開発した。水素希釈比や放電条件、CO_2の流量などにより、禁制帯幅、膜中水素の結合状態、局在準位密度、暗状態での導電率、光照射下での導電率などがどのように変化するかを評価した。これにより、アモルファス/微結晶の構造制御が可能となり、ヘテロ接合材料として相応しい製膜条件を見出すことができた。さらに、アモルファスSiOならびに微結晶SiOへのn形、p形ドーピングを行い、ドーピング層として適した導電率を得ることが可能となった。(2)SiO/Si系ヘテロ接合太陽電池の試作p形Siを基板として用いて、SiO/Siからなるヘテロ接合太陽電池を試作した。その結果、界面にバッファ層を挿入すると効率向上が図られることが明らかとなり、n形微結晶SiO/バッファ層/p-Si/p-a-SiO/裏面電極構造のセルにて、15.3%(Voc=620mV, Isc=32.1mA/cm^2,FF=0.77)を得ることができた。界面構造の制御によりVoc=640mVのセルも得られている。

A new type of solar cell containing microcrystalline SiO is suitable for solar cell bonding. During the development of microcrystalline 3C-SiC in the 17th year of Heisei, a large amount of atomic water was necessary during the film formation, and the surface of the film was formed at the initial stage. In this case, the microcrystalline SiO system is relatively small in atomic water, and the microcrystalline SiO system is relatively small in atomic water, and the microcrystalline SiO system is relatively small in atomic water. A large amount of microcrystalline 3C-SiC was mixed into the solution. In 2018, the VHF CVD method was used and the research was carried out. (1)VHF-PCVD method for the formation of microcrystalline SiO film technology development of raw materials, CO_2, and water element in the VHF-PCVD method for the formation of microcrystalline SiO technology development. Water element ratio, discharge condition, CO_2 flux, inhibition band, water element binding state in film, local quasi-density, conductivity in dark state, conductivity under light irradiation, etc. Therefore, it is possible to manufacture the structure of amorphous silicon/microcrystals, and the conditions for forming films based on the same phase as the conventional bonding materials can be seen. In addition, the silicon oxide layer has an appropriate conductivity. (2)SiO/Si system: test for p-type Si substrate: test for p-type Si substrate: test for SiO/Si substrate: test for p-type Si substrate: test for p As a result, the interface layer is inserted into the interface layer, and the efficiency is increased. The n-type microcrystalline SiO/SiO layer/p-Si/p-a-SiO/inner electrode structure is 15.3%(Voc=620mV, Isc=32.1mA/cm^2, FF =0.77). Interface structure control Voc=640mV

项目成果

Fabrication of Microcrystalline Cubic Silicon Carbide/Crystalline Silicon Heterojunction Solar Cell by Hot Wire Chemical Vapor Deposition

• DOI: 10.1143/jjap.46.1
• 发表时间: 2007-01
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: C. Banerjee;K. L. Narayanan;K. Haga;J. Sritharathikhun;S. Miyajima;A. Yamada;M. Konagai