2015 Fiscal Year Research-status Report
超低コストCu2Oヘテロ接合太陽電池の高効率化に関する研究
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15K04723
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
宮田 俊弘 金沢工業大学, 工学部, 教授 (30257448)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | Cu2O / ZnGeO / PLD / ECD / 太陽電池 / 高変換効率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、研究の第一段階として、新規なn型及びi型半導体薄膜の材料開発及びCu2O表面へのダメージフリーな成膜技術の高度化を実施した。具体的には、以下の２つの研究開発項目を実施した。
【①パルスレーザー蒸着法による新規なn型及びi型半導体薄膜材料の開発】新規なi型もしくはn型半導体材料の探索においては、複雑な組成であっても成膜が可能であり、且つ結晶性の優れた薄膜を形成できる現有するパルスレーザー蒸着（PLD）装置を駆使して、優れた特性を実現できる材料を開発する。具体的には酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム等の２元酸化物、硫化ガリウム、硫化インジウム、硫化亜鉛、硫化銅等の２元硫化物、セレン化ガリウム、セレン化亜鉛、セレン化インジウム等の２元セレン化物材料及びそれらを組み合わせた3元もしくは多元系酸化物半導体薄膜を開発し、それらをCu2Oシート上に形成して太陽電池セルを作製した。その結果、ZnGeO多元系半導体薄膜をn型層に採用した太陽電池において、Cu2O系太陽電池における世界最高変換効率である8.1%を実現できた。
【②Cu2Oシートの荷電子制御およびダメージフリーなｎ形半導体薄膜成膜技術の高度化】Naを含有する化合物、具体的にはNaCl、Na2(CO3)等の雰囲気中で500℃から800℃程度の熱処理を行い、Cu2Oシートの低抵抗化を実現できた。また、溶液中・低温度で薄膜を形成できる電気化学堆積（ECD)法を駆使して、半導体薄膜/Cu2Oシート界面の制御技術を確立できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度は、新規なｎ型半導体層としてZnGeO薄膜の開発に成功し、世界最高変換効率である8.1％を実現できた。この成果により、実用化のマイルストーンとなる変換効率10％の実現にめどがついた。これは当初の計画を上回る極めて大きな成果と言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降は、本年度に得られた成果をベースとして、実用化のマイルストーンとなる変換効率10％の実現を目指すとともに、極めて低コストで大面積製膜が可能なECD法によるn型半導体薄膜作成技術の開発にも注力する。
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| Causes of Carryover |
消耗品費の一部に他の予算から費用を充当したことにより、若干の次年度使用額が発生しました。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当初の計画通り、消耗品費として使用する計画です。
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