セラミック微粒子分散構造による非晶質シリコン太陽電池の高効率化

点击翻译按钮获取中文摘要

本年度は高光閉じ込め構造の最適化を目指して、光錯乱特性の解析および高光閉じ込め構造を有するアモルファスシリコンシングルセル(基盤(Glass)/透明導電膜(SnO_2)/p a-Si/i a-Si/n μc-Si/裏面電極)の電気的特性評価による高効率化の検討を行った。本年度高い光閉じ込め効果が期待される長波長光(半導体レーザ:波長650nm)を用いた光散乱特性評価系を構築し、Al_2O_3微粒子の平均粒径およびa-Si:H膜上での分散状態に対する光錯乱特性の解析を行い、光閉じ込め構造設計光学的最適化を図った。また、昨年度の研究を通して明らかになったセル直列抵抗の増大、裏面電極剥離の問題を解決すべく、光閉じ込め構造の検討を行った。その結果、セル直列抵抗の低減を目指して導電性微粒子(ZnO:Al等)を用いた光閉じ込め構造の検討を行ったが、Al_2O_3微粒子を超える顕著な効果は得られなかった。一方、裏面電極剥離に対してはAl_2O_3微粒子のn層中への分散を行うことで大幅に低減できること、また、セル直列抵抗増大に対しても一定の効果を得られることを見出した。さらに上記光錯乱特性評価の結果得られた知見をあわせて光閉じ込め構造の最適化を図った結果、短絡光電流密度の増加(12.8%)にともなう高効率化(変換効率13.9%増加)という昨年度の結果を上回るアモルファスシリコン太陽電池の高効率化に成功した。また、本研究で得られた知見をまとめ、専門図書に執筆(分筆)を行った。