成果報告書詳細
管理番号20110000000839
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 極限シリコン結晶太陽電池の研究開発(産業開発プラットフォームの構築(物性評価))
公開日2011/7/30
報告書年度2010 - 2010
委託先名学校法人明治大学
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
【1】 セルプロセス評価
豊田工大に整備する太陽電池試作ラインで開発する個別セルプロセスを支援するための評価技術の開発を行った。低コスト原料を用いて成長させた結晶中には、局所的に少数拡散長の低下やダイオード特性を劣化させる領域が存在することが予想される。そのため、特に多結晶シリコン太陽電池においては、単に太陽電池の特性を基板間で比較するだけでは不十分であり、基板面内における各特性を定量的に評価することが必要不可欠である。そこで、本プロジェクトにおいてはレーザーテック社製の面内評価装置を立ち上げた(図1)。本装置の対象は個別プロセスが結晶に与えるダメージの評価とその制御、プロセス汚染とゲッタリング、界面制御と効果の評価である。本装置は2次元状の光を照射しCT解析することにより面内での情報を得ることができる。また、照射光の波長を変化させることにより、基板深さ方向の情報を同時に得ることができる。図2に照射光の波長550nm、980nmの測定結果を示す。侵入長はそれぞれ1.75μm、140μmである。これらの結果から結晶成長条件と拡散長が短い領域との間に相関があることが確認された。今後、得られている結果を詳細に調べ、原料中に含まれる軽元素不純物が結晶成長に与える影響や結晶性と電気的特性の関係を明らかにし、高効率化ならびに低コスト化に貢献する予定である。
英文要約High Performance PV Generation System for the Future R and D on Ultimate Wafer-based Si Solar Cells. (Common industrial platform (material evaluation)) (FY2010-FY2012) FY2010 Annual Report
We are establishing the common industrial platform to support the development for the crystalline Si PV fabrication processes both for substrates and cell devices. The project can be categorized into following three areas, i.e. the evaluation platforms for the fabrication processes of 1) solar cells, 2) high performance multi-crystalline substrates, and 3) low cost single crystalline substrates. This is collaboration with Toyota Tech. Inst., JAXA, and NIMS, supported by JASRI and JSPS 145 committee. 1) For the cell process evaluations, we have installed cell performance mapping system with multi excitation wave length. The cell performance fabricated on the multi-crystalline substrate using low quality feed stock showed significant distributions depending on the excitation light wave length. 2) For the high performance multi-crystalline substrate evaluations, donor and acceptor impurities in solar-grade mc-Si have been analyzed by the photoluminescence (PL) method under high excitation intensity condition. The standardized calibration curves of the PL method were extended to 1 x 10E16 cm-3. Satisfactory agreement was obtained among the present PL method, secondary ion mass spectroscopy and inductively coupled plasma mass spectroscopy in the concentration range between 1 x 10E15 and 1 x 10E16 cm-3. Defect distribution in mc-Si has also been investigated by PL mapping at room temperature. Small-angle grain boundaries (SA-GBs) appeared as dark lines and bright lines in band-to-band and deep-level PL intensity mappings, respectively. This allows us to suggest that SA-GBs act as preferential oxygen precipitation sites and reduce minority carrier lifetime. 3) For the low-cost single crystalline substrates, we have evaluated the quasi-single crystalline substrates fabricated by the seeding cast technique in detail. In the single crystalline region, first the coincident grain boundaries and then the small angle grain boundaries were observed along the growth direction. Moreover, high density of precipitates including C and N were also observed suggestion they may play very important role for the defects generation and propagation.
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