シリコン太陽電池におけるパッシベーション材料の固定電荷制御のモデル化に関する研究

硅太阳能电池钝化材料固定电荷控制建模研究

• 批准号: 13J10965
• 负责人: 池野 成裕
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Meiji University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J10965/
• 关键词: 表面パッシベーション; 太陽電池; 表面・界面; パッシベーション; 結晶Si太陽電池; 絶縁膜/Si界面; 膜中固定電荷

シリコン(Si)太陽電池表面パッシベーション材料の探索および物理特性の評価を行った．材料探索は採用年度以前から継続して進めており，ジルコウニム(Zr)およびイットリウム(Y)酸化物の合成材料をコンビナトリアル手法により一基板上に作製を行い，最適組成ZrO2 (85 %)－Y2O3 (15 %)において最大負の固定電荷を有することを明らかにした．この組成をZYOとする．より膜中固定電荷を誘起する構造の検討として，固定電荷層/界面層から成る積層型パッシベーション構造の検討を行った．p型Si基板に対して優れたパッシベーション材料であるAl2O3上に，高い負の固定電荷密度を有するYZO（YZrOx）膜を成膜したYZO/Al2O3/Si構造を提案・作製し，評価を行った．YZO/Al2O3/Si構造における固定電荷密度を求めたところ，YZO膜をAl2O3/Si構造上に単純に積層することで熱処理前および熱処理後共にパッシベーション特性はAl2O3/Si構造と比較し劣化した．この現象を理解する為に組成分析を行ったところ，拡散係数の違いからAlとYの原子相互拡散により，YZO/Al2O3界面の化学結合状態が変化したことに起因することを確認した．そこで，YZO/Al2O3界面に原子拡散防止を期待し，制御層としてZrO2層を挿入したYZO/ZrO2/Al2O3/Si構造に関して検討を行った．表面再結合速度および固定電荷密度の結果より，ZrO2を2 nmを挿入することにより600℃までの熱耐性効果が得られ，Al2O3単層膜に比べ，高いパッシベーション性能が得られることを確認した．ZrO2層を必要以上に厚くするとパッシベーション特性の向上は確認できなかった．従って，ZrO2層の膜厚には最適値が存在することを確認した．

Exploring the physical properties of silicone (Si) solar cells on the surface of silicone solar cells. Material exploration and adoption of the year before Y) Acid compound synthetic material, をコンビナトリアル technique, is produced on a single substrate, and the optimal composition is ZrO2 (85 %) - Y2O3 (15 %) The maximum negative fixed charge is the maximum negative fixed charge. The composition of このをZYOとする. The fixed charge in the film induces the structure of the structure, and the fixed charge layer/interface layer becomes the multilayer type structure of the structure. The p-type Si substrate is made of high quality Al2O3 material and has a high negative fixed charge density. YZO (YZrOx) film formation and YZO/Al2O3/Si structure proposal and production, evaluation and execution. The YZO/Al2O3/Si structure has a fixed charge density and the YZO film has a pure Al2O3/Si structure. Characteristics of laminated lamination before heat treatment, heat treatment after heat treatment, Al2O3/Si structure, and comparison of deterioration. The phenomenon is understood as a composition analysis, and the scattering coefficient is a violation of the Al and Y atoms. The cause of the chemical bonding state of the YZO/Al2O3 interface has been confirmed.そこで, the YZO/Al2O3 interface is expected to prevent atomic scattering, and the control layer is not inserted into the ZrO2 layer. Surface recombination speedおよびfixed charge densityのresultより, ZrO2を2 nmをinsertionすることにより600℃までのheat resistance effectがgetられ, Al2O 3. The ratio of a single layer film to a high-performance film has been confirmed. The ZrO2 layer is thicker than necessary and the properties of the ZrO2 layer are higher than necessary.従って, the existence of the optimal film thickness of the ZrO2 layer is confirmed.

项目成果

Effects of Stacking Passivation Structure with Interface Tuning Layer for Crystalline Si Solar Cell Applications

具有界面调节层的堆叠钝化结构对晶体硅太阳能电池应用的影响

• 发表时间: 2015
• 作者: Norihiro Ikeno;Takaaki Katsumata;Yoshihiro Yamashita;Shin-ichi Satoh;Haruhiko Yoshida;Koji Arafune;Toyohiro Chikyow;Atsushi Ogura
• 通讯作者: Atsushi Ogura

Effect of Hydrogen Radical Treatment on Si Surface Passivated by O_3-Base ALD AlO_x

氢自由基处理对O_3基ALD AlO_x钝化Si表面的影响

• 发表时间: 2013
• 期刊: 28^<th> EUPVSEC proceedings
• 作者: N. Ikeno;他9名
• 通讯作者: 他9名

結晶Si太陽電池表面パッシベーションにおける積層構造の検討

晶体硅太阳能电池表面钝化层状结构的研究

• 发表时间: 2015
• 作者: 池野成裕;勝又隆晶;山下祥弘;佐藤真一;吉田晴彦;新船幸二;知京豊裕;小椋厚志
• 通讯作者: 小椋厚志

Relationship Between Passivation Property and Band Alignment on O3-Based ALD AlOx Surface Passivated Crystalline Si for Photovoltaic Applications

光伏应用 O3 基 ALD AlOx 表面钝化晶硅的钝化性能与能带排列的关系

• 发表时间: 2014
• 作者: N. Ikeno;Y. Yamashita;H. Oji;T. Katsumata;S. Miki;Y. Miki;S. Kitano;K. Arafune;H. Yoshida; S. Satoh;T. Chikyow;I. Hirosawa;and A. Ogura
• 通讯作者: and A. Ogura

Post Oxidation Annealing Effect on the Properties of Ternally Alloyed Passi vation Materials for Si Solar Cells

氧化后退火对硅太阳能电池三元合金钝化材料性能的影响

• 发表时间: 2013
• 作者: N. Ikeno;他4名
• 通讯作者: 他4名