負の固定電荷を有するアルミオキサイド保護膜を用いた超高効率シリコン太陽電池の開発

使用负固定电荷氧化铝保护膜开发超高效率硅太阳能电池

• 批准号: 10J09476
• 负责人: 入川 淳平
• 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-10J09476/
• 关键词: 太陽電池; 結晶シリコン; パッシベーション; ヘテロ接合; 薄型化; 開放電圧; ALD法; ポイントコンタクト; 水疱; 透明導電膜; 負の固定電荷; アルミオキサイド; アニール

今年度の本研究の目標は、昨年度までに得られた知見を活かし、ヘテロ接合およびパッシベーション膜により再結合を極限まで抑制した太陽電池を作製し、薄型のシリコン基板において高開放電圧および高効率を有する太陽電池を作製する事である。表面にナノ結晶立方晶シリコンカーバイドをヘテロ接合エミッタとして、裏面にAl_2O_3をパッシベーション膜として用いたポイントコンタクト型太陽電池を作製したところ、開放電圧650mV,短絡電流密度37.6mA/cm^2,曲線因子0.684,変換効率16.7%であった。この太陽電池において、Alにレーザーを用いて局所的に熱を加えて裏面のコンタクトを形成し、開口部の再設計、および再結合抑制を試みた所、開放電圧が665mVに改善した。現状では、裏面のAl_2O_3のパッシベーション効果を高めるための400℃程度の熱処理がヘテロ接合エミッタと透明導電膜の特性を劣化させてしまっており、開放電圧を665mV程度に、また短絡電流密度と曲線因子の両立を制限してしまっている。裏面にa-SiO:Hをパッシベーション膜として用いた太陽電池においては、開放電圧676mV、変換効率20.0%を達成している。これは、必要温度が225℃以下と低いので、ヘテロ接合エミッタと透明導電膜が劣化していないためである。また、表面のヘテロ接合エミッタ作製時のプラズマ電力密度、水素希釈比、および基板温度を制御する事により、凹凸基板上でも高いパッシベーション効果が得られるようになり、開放電圧720mV相当の高いライフタイムが得られるようになった。コンタクト形成時に開放電圧が40mV以上低下している事から、レーザーを用いていてもなおコンタクト形成部の再結合が太陽電池の開放電圧を制限している事が分かる。以上のように、本研究の太陽電池は、P型シリコン基板において開放電圧700mV以上、変換効率20%以上を薄型基板において達成しうる要素技術を含んでおり、今後のシリコン太陽電池の発展に有用であると考えられる。

In this year's study, the target of this year's study, last year, we were able to know that there was a high rate of electrical activity in this year's study, and then combined with the limited temperature control system to suppress the production of electrical energy in the battery, the substrate of the thin battery, the high power supply of the battery, the high performance of the battery, the high performance of the battery, and the high performance of the battery. The surface mechanical properties of the cubic crystal show that the contact temperature is high, the Al_2O_3 temperature is very high, and the film is sensitive. The battery is used as the generator, the 650mV is turned on, the short current density 37.6mA/ cm ^ 2, the curve factor 0.684, and the failure rate is 16.7%. The equipment of the electric power plant, the Al electric power plant, and the electric power plant are used to form the equipment, redesign the opening, combine the electrical equipment to restrain the test station, and turn on the electrical equipment 665mV to improve the equipment. The temperature is very high, the temperature, the temperature, the temperature For example, if you use the a-SiO:H battery, turn on the battery, turn on the 676mV, and the failure rate is 20.0%. Temperature, temperature below 225 ℃, temperature, temperature and temperature. The power density, the water ratio, the temperature of the substrate, the temperature of the substrate and the temperature of the substrate. At the time of the formation of the electric power plant, it is necessary to turn on the low-level electric power plant above the 40mV, and then combine it with the production department of the electric power plant to limit the operation of the electric power plant in Taiyuan power plant. In this study, the power supply of the above equipment, the substrate of the P-type battery, and the power supply of the 700mV are more than 20%, and the performance of the thin substrate is above 20%. The key technology of the thin substrate includes the technology of the battery, and the future exhibition of the battery is useful.

项目成果

Development of the Transparent Conductive Oxide Layer for Nanocrystalline Cubic Silicon Carbide/Silicon Heterojunction Solar Cells with Aluminum Oxide Passivation Layers

具有氧化铝钝化层的纳米晶立方碳化硅/硅异质结太阳能电池透明导电氧化物层的开发

• DOI: 10.1143/jjap.51.02bp04
• 发表时间: 2012
• 期刊: Jpn.J.Appl.Phys.
• 作者: 山根祥吾;相良剛光;加藤隆史;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;Junpei Irikawa
• 通讯作者: Junpei Irikawa

Al_2O_3を用いた結晶Si系パッシベーション技術

Al_2O_3晶硅基钝化技术

• 发表时间: 2012
• 作者: 山根祥吾;相良剛光;加藤隆史;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;Junpei Irikawa;Junpei Irikawa;Junpei Irikawa;Shinsuke Miyajima;Shinsuke Miyajima;Eric Ateto Omondi;入川淳平
• 通讯作者: 入川淳平

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本实验室主页

Heterojunction crystalline silicon solar cells using nanocrystalline cubic silicon carbide emitter layer

使用纳米晶立方碳化硅发射极层的异质结晶体硅太阳能电池

• 发表时间: 2010
• 期刊: Appl.Phys.Lett.
• 作者: 山根祥吾;相良剛光;加藤隆史;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;Junpei Irikawa;Junpei Irikawa;Junpei Irikawa;Shinsuke Miyajima;Shinsuke Miyajima
• 通讯作者: Shinsuke Miyajima

HETEROJUNCTION CRYSTALLINE SILICON SOLAR CELL USING NANOCR YSTALLINE CUBIC SILICON CARBIDE

采用纳米晶立方碳化硅的异质结晶硅太阳能电池

• 发表时间: 2011
• 作者: 山根祥吾;相良剛光;加藤隆史;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;宮島大吾;Junpei Irikawa;Junpei Irikawa;Junpei Irikawa;Shinsuke Miyajima;Shinsuke Miyajima;Eric Ateto Omondi;入川淳平;Junpei Irikawa
• 通讯作者: Junpei Irikawa