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。

Acid contains を む micro crystal the SiO を new シ リ コ ン ヘ テ ロ junction solar cell に し, そ の have sharper sex を card be し た. ま ず, pp.47-53 17 years に 発 し た micro crystal 3 c - SiC で は, membrane formed に very に の abundant water atomic element を necessary と し early, the membrane に シ リ コ が ン surface drought れ る た め, interface suppression が difficult し く な っ た. こ れ に し seaborne て, micro crystal the SiO で は, comparison of less な い atomistic micro crystallization water element で が じ, し か も banned 帯 picture も ヘ テ ロ joint を constitute す る の に fully な big き さ が have ら れ る と expect さ れ る こ と か ら, high rate of unseen へ の faster route と exam え ら れ る. ま た, 従 の ホ ッ ト ワ イ ヤ ー method に よ り cropping し た micro crystal 3 c - SiC に は, more quantity の フ ィ ラ メ ン が ト materials mixed with し て い る こ と が Ming ら か と な っ た. Youdaoplaceholder0 を で, Heisei 18 で, VHFプラズ った CVD method を use を て て, the following records <s:1> study を line った. (1) VHF - PCVD method に よ る micro crystal the SiO の membrane technology open 発 raw material ガ ス に モ ノ シ ラ ン と CO_2 な ら び に water element を use い た VHF PCVD method に て, micro crystal the SiO を form す る technology を open 発 し た. Water element and 釈 than や discharge conditions, CO_2 の flow な ど に よ り の, ban 帯 picture, membrane water element combination state, innings in a density, dark state で の conductivity, light で の conductivity な ど が ど の よ う に variations change す る か を review 価 し た. こ れ に よ り, ア モ ル フ ァ ス / micro crystal の structure system of imperial が may と な り, ヘ テ ロ joint material と し て phase 応 し い を see membrane conditions make a す こ と が で き た. さ ら に, ア モ ル フ ァ ス the SiO な ら び に micro crystal the SiO へ の n form, p form ド ー ピ ン グ を い, ド ー ピ ン グ layer と し て optimum し た conductivity を have る こ と が may と な っ た. (2) the SiO/Si ヘ テ ロ junction solar cell の attempt p form Si を substrate と し て in い て, the SiO/Si か ら な る ヘ テ ロ junction solar cell を attempt し た. そ の results, interface に バ ッ フ ァ layer を scions into す る と sharper rate upward が 図 ら れ る こ と が Ming ら か と な り, micro crystal the SiO n shape / バ ッ フ ァ layer/p - Si/p - a - the SiO/electrode structure inside の セ ル に て, 15.3% (Voc = 620 mv, Isc=32.1mA/cm^2,FF=0.77)を gives る とがで とがで た. The interface construction によ control of によ and Voc=640mV, the セ and セ <s:1> result in られて and る.

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