低倍率集光型シリコン系薄膜太陽電池の高効率化に関する研究

提高低倍率聚光硅基薄膜太阳能电池效率的研究

• 批准号: 10J09291
• 负责人: 笠嶋 俊介
• 金额: $ 1.34万
• 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: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J09291/
• 关键词: 薄膜シリコン太陽電池; アモルファスシリコン; 微結晶シリコン; 多接合型; 低倍率集光; 集光型太陽電池; 多接合型薄膜太陽電池; 薄膜太陽電池; 透明導電膜; シート抵抗; フォトリソグラフィー

近年、地球温暖化対策として太陽光発電が注目され、更なる普及に向けて変換効率の向上と低コスト化が求められており、それを目指して低倍率集光型薄膜フルスペクトル太陽電池が提案されている。この太陽電池の特徴の一つである低倍率集光型について報告例は未だ少ないため、本研究では、薄膜シリコン系太陽電池に注目し、その集光特性の解明および変換効率の向上を目的として研究を行った。前年度以前において、水素化アモルファスシリコン(a-Si:H)および微結晶シリコン(μc-Si:H)、またそれらを積層したa-Si:H/μc-Si:H2接合型太陽電池について、シミュレーションによる理論解析および実験結果から10倍以下の低倍率集光照射条件において開放電圧の増加効果による変換効率の向上を確認した。また、一方で低下傾向にある曲線因子について、a-Si:Hの薄膜化および光生成キャリア移動度の大きいμc-Si:Hにおいてその影響が小さく抑えられることを示した。そこで、今年度ではさらに特性向上の期待できる3接合型構造について検討を行った。まず、1次元デバイスシミュレーション結果から、a-Si:H/μc-Si:H/μc-Si:H3接合構造において各構成セルの開放電圧が足し合わされ、また曲線因子の低下が小さく抑えられることから低倍率集光特性に優れていることを示した。そして、計算結果をもとに実験においてデバイス作製を行った結果、変換効率8.68%(標準照射条件)に対し9.86%(7.2倍集光時)を得た。以上の結果から、薄膜シリコン系太陽電池の高効率化について多接合型さらに低倍率集光型への応用の有望性を示し、それを実証した。

In recent years, the earth warming policy と seaborne し て sunlight 発 electric が attention さ れ, more な る popularization に to け て - in sharper rate の と up low コ ス patches.by ト が め ら れ て お り, そ れ を refers し て low range concentrated film フ ル ス ペ ク ト ル solar cell が proposal さ れ て い る. こ の solar cell の, 徴 の a つ で あ る low range concentrated に つ い て report cases は not less だ な い た め, this study で は, film シ リ コ ン solar battery に attention し, そ の collection features の interpret お よ び の を up - in sharper rate と し を line っ て research た. Year ago に お い て, water element ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン (a - Si: H) お よ び micro crystal シ リ コ ン (mu c - Si: H), ま た そ れ ら を horizon し た a - Si: H/mu c - Si: H2 mating type solar cell に つ い て, シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ る theory analytical お よ び be 験 results か ら の 10 times the low power Under the irradiation conditions of concentrated light, にお にお て, open voltage <s:1>, the effect is increased, the による conversion rate <e:1> is upward を, confirming that <s:1> た. ま た, low side で tendency に あ る curve factor に つ い て, a - Si: H の film change お よ び light generated キ ャ リ ア mobile degrees の big き い mu c - Si: H に お い て そ の が small effect さ く え suppression ら れ る こ と を shown し た. そ こ で, our で は さ ら に features up の expect で き る 3 joint type structure に つ い て 検 line for を っ た. ま ず, 1 yuan デ バ イ ス シ ミ ュ レ ー シ ョ ン results か ら, a - Si: H/mu c - Si: H/mu c - Si: H3 joint structure に お い て various セ ル の open electric 圧 が foot し close わ さ れ, ま た curve factor low の が small さ く え suppression ら れ る こ と か ら low range set light feature に optimal れ て い る こ と を shown し た. そ し て, calculation results を も と に be 験 に お い て デ バ イ ス cropping を line っ た results, variations in working rate 8.68% (standard) irradiation conditions に し 9.86% (7.2 times set light) seaborne を た. の above results か ら, film シ リ コ ン is solar battery の high rate of unseen に つ い て mating type more さ ら に low range concentrated へ の 応 with の is expected to be sexual を し, そ れ を card be し た.

项目成果

Performance of multi-junction silicon-based thin film solar cells under concentrated sunlight

• DOI: 10.1109/pvsc.2011.6186033
• 发表时间: 2011-06
• 期刊: 2011 37th IEEE Photovoltaic Specialists Conference
• 作者: S. Kasashima;Ryohei Uzawa;Bancha Janthong;S. Inthisang;T. Krajangsang;P. Sichanugrist;M. Konagai

アモルファスシリコン太陽電池の低倍率集光特性

非晶硅太阳能电池的低倍聚光特性

• 发表时间: 2010
• 作者: Y.Kano;K.Mizuno;H.Ikeda;鵜澤良平
• 通讯作者: 鵜澤良平

各種ヘイズ率のZnO基板上に作製したa-Si:H太陽電池の最適化

不同雾度率的 ZnO 基板上制造的 a-Si:H 太阳能电池的优化

• 发表时间: 2010
• 作者: 狩野佑介;鰰将太朗;太田英輔;水野一彦;池田浩;Liping Zhang
• 通讯作者: Liping Zhang

Effect of p-μc-Si_<1-x>O_x : H Layer on Performance of Hetero-Junction Microcrystalline Silicon Solar Cells under Light Concentration

p-μc-Si_<1-x>O_x:H层对异质结微晶硅太阳能电池聚光性能的影响

• DOI: 10.1016/j.cap.2010.02.016
• 发表时间: 2012
• 期刊: Current Applied Physics
• 影响因子: 2.4
• 作者: Makoto Komatsu;Jotaro Nakazaki;Satoshi Uchida;Takaya Kubo;Hiroshi Segawa;Shunsuke Kasashima;Shunsuke Kasashima;Taweewat Krajangsang
• 通讯作者: Taweewat Krajangsang

Fabrication of a-SiGeC:H solar cells using monomethyl germane by suppressing carbon incorporation for narrowing optical bandgap

使用单甲基锗烷通过抑制碳掺入来缩小光学带隙来制造a-SiGeC:H太阳能电池

• 发表时间: 2011
• 期刊: Solar Energy Materials and Solar Cells
• 影响因子: 6.9
• 作者: Liping Zhang;等;Do Yun Kim
• 通讯作者: Do Yun Kim