成果報告書詳細
管理番号20160000000116
タイトル平成22年度ー平成26年度成果報告書 「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(ナノ表面・界面制御による超薄型シリコン・ヘテロ接合太陽電池)」
公開日2016/5/24
報告書年度2010 - 2014
委託先名国立大学法人東京工業大学
プロジェクト番号P07015
部署名新エネルギー部
和文要約ナノ表面・界面制御による超薄型シリコン・ヘテロ接合太陽電池の高効率化に関する研究開発においては、5 cm/s以下の低い再結合速度を実現するための裏面パッシベーション膜の技術開発とセル化技術の技術開発を行った。原子層堆積法(ALD法)により、Al2O3パッシベーション膜の開発を行い、表面再結合速度5 cm/s以下を達成した。また、裏面ポイントコンタクト形成技術開発を行った。レーザー焼成法(LFC)とレーザー転写法(LTC)を比較した結果、LTC法を用いることにより、低ダメージでポイントコンタクトの作製が可能であることを見出した。また、光吸収損失がきわめて少ないヘテロ接合型エミッタの開発を行い、水素化ナノ結晶立方晶シリコンカーバイド(nc-3C-SiC:H)エミッタを用いることにより、開放電圧を従来のアモルファスシリコンエミッタと同等程度(723 mV)に保ちつつ、光吸収損失を大幅に低減できる見通しを得た。これらの技術を組み合わせて太陽電池を作製したところ、これまでに変換効率20%を得た。これらの要素技術開発により、変換効率25%を超えるシリコン太陽電池の開発のための基盤となる知見を得た。
英文要約In the development of high efficiency very thin Si heterojunction solar cell with nano-level controlled surface and interface, rear side passivation layers with a low surface recombination velocity of below 5 cm/s were developed. Technologies for high efficiency crystalline silicon solar cells using these passivation layers were also developed. By using atomic layer deposited aluminum oxide passivation layers, we achieved very low surface recombination velocity of 5 cm/s. In addition, we also developed the techniques to prepare rear side contact through the Al2O3 passivation layer. By comparing laser-firing-contact (LFC) with laser-transfer-contact (LTC) techniques, it was found that LTC technique enables to make point contact structures without severe laser damage. We also developed heterojunction emitter with low optical absorption loss. We found that nc-3C-SiC:H heterojunction emitter can significantly reduce the optical absorption loss in the emitter without any Voc drop. The solar cells fabricated using these developed techniques showed a conversion efficiency of 20%. Through the development of these elemental technologies, we obtained the knowledge that becomes the basis of crystalline silicon solar cell with conversion efficiency above 25%.
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