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高品質ケステライト化合物バルク単結晶を用いた高効率太陽電池デバイスの創製

使用高品质黄锌锡矿化合物的块状单晶创建高效太阳能电池器件

基本信息

批准号：
17J07259
负责人：
永岡章
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Kyoto 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

太陽電池開発において特に重要である低コスト・低毒素・高効率を達成し得る可能性を持つ新規材料である化合物半導体Cu2ZnSnS4 (CZTS)、Cu2ZnSnSe4 (CZTSe)、Cu2ZnSn(S, Se)4 (CZTSSe)は、世界中で太陽電池デバイス応用として活発に研究されており、注目度の高い材料である。現在CZTS太陽電池の変換効率向上の制限要因となっているのは、開放端電圧VOCが理論値(バンドギャップ値)の半分程度(VOC達成率42-50%)しか得られていない事である。他の化合物太陽電池のワールドレコードと比較すると、変換効率22.3%を達成しているCu(In, Ga)Se2 (CIGS)においてVOC達成率60-65%、21.5%を達成しているCdTe太陽電池においてVOC達成率60%であり、CZTS系は10%程度低い値となっているが、同じ課題を抱えている。VOCの制限要因としてキャリアの再結合によるもので、主に①光吸収層バルク内、②空乏層内、③PN接合界面、④裏面電極近傍の4つが挙げられる。特に光材料層自体の物性に依存する①から③の再結合を改善する必要があり、そのために本研究では結晶欠陥の少ない高品質CZTSバルク単結晶に注目し、単結晶を光吸収層に用いて変換効率向上に必要な界面欠陥の少ない良質なPN接合を実現する事で界面におけるキャリア再結合に関する知見を収集し、開放電圧の高い単結晶太陽電池デバイス作製を目的としている。

It is very important to study the possibility of low toxicity, low toxicity, high yield, low toxicity, low toxicity, high yield, low toxicity, high yield, low toxicity, low toxicity, high yield, low toxicity, low toxicity At present, the upward limit on the performance rate of the CZTS battery is due to the half-score of the VOC theory (VOC success rate 42-50%). The rate of Cu (In, Ga) Se2 (CIGS) lead VOC was 60-65%, 21.5% was 60%, CZTS was 10%, CZTS was 10%, and the same problem was the same. The limit of the VOC system is due to the combination of the cathode, the main light absorber, the empty chamber, the 3PN bonding interface, the 4-plane cathode and the 4-electrode. The physical properties of the special luminous materials are dependent on the temperature 1 and 3, and then combined with the improvement of the necessary materials, the results of this study show that there is a lack of attention in the results of this study. The results of this study show that the physical properties of the special light materials are not as good as those of high quality CZTS. The results show that it is necessary to use the optical absorption device to improve the performance of the interface. the interface is not good enough to connect with the PN interface, and then combine the information collection of the customer information collection and turn on the electronic equipment high-performance battery battery for the purpose of improving the performance of the battery.