成果報告書詳細
管理番号20160000000233
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(次世代ヘテロ接合シリコン結晶太陽電池の接合評価)」
公開日2016/12/13
報告書年度2010 - 2014
委託先名国立大学法人岐阜大学
プロジェクト番号P07015
部署名新エネルギー部
和文要約光起電力顕微鏡を改良し、HIT型結晶Si太陽電池のテクスチャー稜線部等の不具合(漏洩電流発生)箇所の検出に成功した。更にその漏洩電流の開始電圧が少数キャリヤのライフタイムと相関があることを見出した。

1)結晶Si太陽電池用の光起電力顕微鏡の開発
(a)光起電力顕微鏡の電流検出の高感度化をピコアンプの導入により達成した。
(b)カンチレバーの計測範囲を100μmx100μmに拡大し、また長時間ライフタイムのa-Si保護膜が可能となったことで、ライフタイム計測値を介して広範囲計測の迅速化の目処が得られた。
(c)太陽電池特性の定量的評価では、電流漏洩とライフタイムとの相関は広い範囲の各種サンプルで確認したが、局所Vocの直接計測は出来なかった。
2)HIT型単結晶Si太陽電池ヘテロ接合特性の評価
(a)200℃でi-a-Si製膜後長時間アニールをすることにより、p-c-Si(500μsメーカー保証値)及び、n-c-Si(1msメーカー保証値)でms級テクスチャー構造界面の膜特性評価技術の開発の目途を得た。
(b)新エッチング法でテクスチャ稜線部を鈍角化することにより、漏洩電量を250分の1に低減できた。 
(c)テクスチャ付基板上のi-a-Si製膜で発見された不具合部を電気化学的陽極酸化法で選択的に補修し、電流漏洩を8分の1に低減できた。 

1)Voc以外の項目は達成できたが、Voc計測では電流I0が小さいため、数百nm2程度の接触面積では検知できなった。局所Vocの計測に至らなかった。
2)テクスチャ稜線部に特徴的な電流漏洩を見出し、それが少数キャリアのライフタイムと相関があることを示すことができた。このことは電流漏洩部が少数キャリアの再結合に関わる界面準位密度等と関係があることを示唆していることがわかった。また稜線部の鈍化で新処理法を見出し、新しい補修法を提案できた。
英文要約In order to improve efficiency of a-Si/c-Si hetero-junction solar cell, it is important to realize high open circuit voltages in keeping with high short circuit currents. Although high open circuit voltages of a-Si/c-Si hetero-junction flat surface solar cells are often reported, the short circuit currents are still low. So textured c-Si substrates are introduced to achieve higher short circuit currents, but the open circuit voltages are still lower than about 700mV. While we have detected a-Si/c-Si hetero-junction surface that is textured, and found obvious leak current parts localized at mountain ridges using by the photovoltaic microscopy system. Moreover, we found a relationship between the breakdown voltage of the leak current and life-time of minority carrier.
The life-time depends on recombination velocity of electrons and holes mainly caused by dangling bonds and interface state density. Meanwhile we have studied two methods to decrease leak current parts, one is a method making ridge angle gently, and the other is a method checking the leak current by selective oxidization.
As the result, TMAH ( Tetra-methyl-ammonium hydroxide ) treatment has decreased less 1% in leak current.
And as a result of the latter study, 1 inch square substrates become possible to check the leak current by selective anodic oxidization
In conclusion, this study could propose a new inspection method for textured hetero-junction solar cell, and it also could propose TMAH treatment and the selective anodic oxidization for decrease of the leak current localized at mountain ridges.
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