权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

表面・界面物性制御による極低反射率結晶シリコン太陽電池の超高効率化

通过控制表面和界面物理性质实现超低反射率晶体硅太阳能电池的超高效率

基本信息

批准号：
17J03077
负责人：
鬼塚裕也
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は、太陽電池裏面でのキャリア再結合を低減するために、太陽電池裏面にシリコンナノクリスタル（nc-Si）層を形成し、ホウ素を拡散してBSFを形成する手法について検討を行った。KPFM法を用いた伝導帯下端のエネルギー観察と、XPSを用いた価電子帯上端のエネルギー観察によってnc-Si層のバンド構造を調査したところ、nc-Si層のバンドギャップは、バルクシリコンよりも最大で0.7 eV程度大きいことが分かった。このnc-Si層にホウ素を拡散することで、より大きな電位差を有するBSFが形成できると考えられる。化学的転写法では、フッ化水素酸と過酸化水素水の混合液に極微量（1 ppm）の銀イオンを添加することで、表面からバルクに向かって空孔率が小さくなるnc-Si層が形成できる。このnc-Si層では、空孔率の勾配に応じて表面からバルクに向かって屈折率が連続的に大きくなることで、極低反射表面が得られるが、nc-Si層のバンドギャップはバルクから表面に向かって緩やかに変化する。一方、化学的転写法の反応液中に銀イオンを添加しない場合、nc-Si層中のシリコンナノ結晶のサイズがある程度均一なnc-Si層が形成される。このnc-Si層を形成した場合、極低反射表面は得られないが、バルクシリコン/nc-Si層界面で急激にかつ大きくバンドギャップが拡大することが、KPFM法とXPSを用いたエネルギー観察からわかった。すなわち、前者のnc-Si層を「勾配タイプ」、後者のnc-Si層を「均一タイプ」のnc-Si層とした場合、均一タイプのnc-Si層ではより強力な電界が形成されることが分かった。実際にこの均一対応のnc-Si層に対してホウ素を拡散し、BSFを形成したところ、通常の結晶シリコンに対してホウ素を用いてBSFを形成した場合よりも効果的にキャリア再結合が防止できることを示す結果が得られた。

This year, the solar cell inside the formation of a thin layer of silicon (nc-Si) layer, the formation of silicon (BSF) layer. KPFM method was used to investigate the structure of the nc-Si layer at the lower end of the conduction band, and XPS was used to investigate the structure of the nc-Si layer. The nc-Si layer has a large potential difference, and the BSF is formed. The chemical composition of the solution is composed of a mixed solution of hydrated elemental acid and peracidified elemental water, and the amount of fine dust (1 ppm) and silver are added. The surface porosity is small and the nc-Si layer is formed. The nc-Si layer has a high porosity and a low refractive index, and the nc-Si layer has a very low reflective surface. When silver is added to the reaction solution, the nc-Si layer is formed to the same extent as the nc-Si layer. When the nc-Si layer is formed, the extremely low reflection surface is excited rapidly at the interface of the nc-Si layer, and the KPFM method and XPS are used. In the case where the nc-Si layer of the former is "matched" and the nc-Si layer of the latter is "uniform," the nc-Si layer of the latter is formed with a strong electric field. In fact, the formation of BSF in the nc-Si layer is usually caused by the formation of BSF.