成果報告書詳細
管理番号20110000000837
タイトル*平成22年度中間年報 太陽エネルギー技術研究開発 太陽光発電システム次世代高性能技術の開発 極限シリコン太陽電池の研究開発(微細レーザー加工技術による高効率化研究開発)
公開日2011/7/28
報告書年度2010 - 2010
委託先名三菱電機株式会社
プロジェクト番号P07015
部署名新エネルギー部
和文要約和文要約等以下本編抜粋:1. 研究開発の内容及び成果等 微細レーザー加工技術を応用した高効率セル製造プロセス技術の開発として、低反射テクスチャー、高品質接合構造、裏面反射(ポイントコンタクト)構造、低抵抗電極形成技術の開発および最適化を行うと共に、薄型単結晶シリコン基板への適用技術開発を行う。中間目標として平成24年度にセル変換効率20%以上(厚さ100μm程度、面積15cm角)、最終目標として平成26年度にセル変換効率25%(厚さ100μm程度、面積15cm角)、およびモジュール変換効率20%以上の実現を目指し、平成22年度は以下の研究開発を実施した。
【1】高効率セル製造プロセス技術 単結晶セル用テクスチャー形成技術の開発、高品質接合構造として拡散接合とヘテロ接合の比較検討、および電極構造等の最適化を実施した。 単結晶セル用テクスチャー形成技術の開発として、単結晶基板への逆ピラミッドテクスチャー形成の検討を行った。これまでに開発したハニカムテクスチャー形成技術を応用し、レーザーパターニングにより逆ピラミッドテクスチャーに最適なパターンをエッチングマスクに形成し、15cm角基板への逆ピラミッドテクスチャー形成を確認した(図1)。反射防止膜形成前の反射率は11~12%程度であった。
英文要約Title: High Performance PV Generation System for the Future. R and D on Ultimate Wafer-based Si Solar Cells. (Improvement of Solar Conversion Efficiency by Development of Laser Microfabrication Process) (FY2010-FY2012) FY2010 Annual Report
Processes for making high-efficiency solar cells through low-reflective texture, rear partial contact with high-quality passivation, and low-resistive electrode were investigated by utilizing laser microfabrication.: For a low-reflective texture to single crystalline silicon solar cell, inverted pyramid texture was fabricated by utilizing a fabrication process for honeycomb texture developed so far, i.e. combination of high-speed laser patterning of an etching mask and anisotropic wet etching of silicon beneath the mask. The texture was successfully fabricated on the whole surface of 15cm-square silicon substrate. Its reflectivity resulted in 11-12%. The surfaces of the wafers were passivated by 100-nm-thick amorphous silicon layers. The minority carrier lifetimes of the wafers exhibited 600 - 800 micro-seconds which were about the same as those of the iodine passivated wafers. A high pressure steam anneal furnace was introduced for making a low-temperature passivation layer
by silicon dioxide and for decreasing interfacial defects by annealing passivation films. The pasivation ability of the low-temperature passivation layer and the annealed films will be investigated. A fine-line screen printer and plating bath were introduced for making electrodes of solar cells. The electrodes of solar cells were fabricated by plating on seed electrodes printed by the printer. It would be expected that the fine line electrode made by these equipments would contribute to fabricating high efficiency solar cells. We have fabricated 15-cm-square single-crystalline silicon solar cells by utilizing developed technologies for multi-crystalline silicon solar cells in the past. As the result, a conversion efficiency of 19.7 % was achieved. (The efficiency was independently confirmed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology.)
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