フレキシブルＳｉナノ構造太陽電池の開発

柔性硅纳米结构太阳能电池的开发

• 批准号: 15F15358
• 负责人: 深田 直樹
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-11-09 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15F15358/
• 关键词: シリコン; ナノ構造; 太陽電池; ヘテロ接合; ポリマー; 遷移金属酸化物; フレキシブル

本年度は、1次元構造を有するSiナノワイヤを主体としたナノ構造太陽電池セルに関して変換効率の向上に重要な短絡電流、開放電圧、および構造因子について詳細に調べ、変換効率を向上させるためのセル構造の最適化を行なった。I-V曲線を解析することでナノ構造太陽電池セルにおけるシリーズ抵抗及びシャント抵抗の原因を明らかにした。光誘起電流をより効率的に取り込むために、従来の櫛形電極ではなく、ハニカム構造を有する微細なマイクログリッドを利用した新たな電極を開発した。以上の技術を利用して、Siナノワイヤ構造上にPEDOT:PSSポリマーを塗布し、異種ヘテロ接合によるpn接合を形成した。セル特性評価を行った結果、短絡電流34.07 mA/cm2、開放電圧0.54 V、曲線因子56.5％、変換効率10.4 ％を得た。更に、0次元のSiナノ結晶（直径は3-4 nm）を利用した新たな太陽電池セルの形成も行った。Siナノ結晶を利用すると、Siナノ結晶からのエネルギー移動を利用でき、太陽電池の変換効率を増大させることができる。そこで、Siナノワイヤ上にSiナノ結晶を塗布し、引き続きPEDOT:PSSポリマーを塗布したセルを作製した。Siナノ結晶からのエネルギー移動の効果により、最大変換効率13.7%を得た。上述のSiナノ構造/ PEDOT:PSSポリマー太陽電池に加えて、遷移金属酸化物であるMoOxを利用した新しい太陽電池セルを作製し、セル評価まで行った。その結果、短絡電流34.49 mA/cm2、開放電圧0.51 V、曲線因子70.0％、変換効率12.4 ％と高い性能を得た。

This year, the structure of the solar cell has been optimized for the main body, the conversion efficiency and the upward important short-circuit current, the opening voltage and the structure factor. Analysis of I-V curve and its causes for structural solar cell resistance The light induced current is generated by the electrode structure. The above technology is used to form the PEDOT:PSS joint on the structure. The results of this characteristic evaluation show that the short-circuit current is 34.07 mA/cm2, the opening voltage is 0.54 V, the curve factor is 56.5%, and the conversion efficiency is 10.4%. In addition, 0-dimensional Si crystals (3-4 nm in diameter) are used to form new solar cells. Si Si: Si Si The above mentioned Si structure/ PEDOT:PSS is used for solar cell manufacturing and evaluation. The results show that the short-circuit current is 34.49 mA/cm2, the opening voltage is 0.51 V, the curve factor is 70.0%, the conversion efficiency is 12.4%, and the high performance is achieved.

项目成果

High-efficiency silicon hybrid solar cells employing nanocrystalline Si quantum dots and Si nanotips foe energy management

采用纳米晶硅量子点和硅纳米尖的高效硅混合太阳能电池，用于能源管理

• 发表时间: 2017
• 作者: Subramani Thiyagu;Junyi Chen;Wipakorn Jevasuwan;and Naoki Fukata
• 通讯作者: and Naoki Fukata

Efficiency enhancement of silicon nanowire solar cells by using UV/Ozone treatments and micro-grid electrodes

• DOI: 10.1016/j.apsusc.2018.01.131
• 发表时间: 2018-05
• 期刊: Applied Surface Science
• 影响因子: 6.7
• 作者: Junyi Chen;T. Subramani;Yong-Lie Sun;W. Jevasuwan;N. Fukata

Si/Geコアシェルナノワイヤ中のドーピング制御

Si/Ge核壳纳米线的掺杂控制

• 发表时间: 2016
• 作者: 西部 康太郎;Wipakorn Jevasuwan;Thiyagu Subramani;武井 俊朗;深田 直樹
• 通讯作者: 深田 直樹

Diffused back surface field formation in combination with two-step H2 annealing for improvement of silicon nanowire-based solar cell efficiency

• DOI: 10.7567/jjap.56.04cp01
• 发表时间: 2017-01
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: W. Jevasuwan;K. Pradel;T. Subramani;Junyi Chen;T. Takei;K. Nakajima;Y. Sugimoto;N. Fukata

Pencil-shaped silicon nanowire synthesis and photovoltaic application

• DOI: 10.7567/jjap.56.085201
• 发表时间: 2017-07
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: W. Jevasuwan;Junyi Chen;T. Subramani;K. Pradel;T. Takei;K. Dai;Kei Shinotsuka;Yoshihisa Hatta;N. Fukata