2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of innovative fabrication technology for silicon solar cells using a novel low-temperature doping method
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16K14400
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
大平 圭介 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (40396510)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ドーピング / シリコンヘテロ接合太陽電池 / 触媒分解 / パッシベーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、非晶質シリコン薄膜に対し、熱損傷無く事後ドーピングを行う独自技術を用い、シリコンヘテロ接合太陽電池を製造するための基盤技術を確立することを目的としたものである。我々の過去の研究において、加熱触媒体線での原料ガスの分解で生成したリンおよびボロン系のラジカル種により、シリコン表面に極薄ドーピング層を形成できる“Catドーピング法”を独自に開発しており、この技術の非晶質シリコン薄膜への有効性も確認している。非晶質シリコン膜へのCatドーピングは、厚さ10 nm程度に自動的に制限されるため、厚さ20 nm程度のノンドープ非晶質シリコン膜にリンおよびボロンのCatドーピングを行うことで、既存のシリコンヘテロ接合太陽電池に類似のドープ非晶質シリコン/ノンドープ非晶質シリコン/結晶シリコン積層構造を容易に作製できると考えられる。
2018年度は、Catドーピングによりボロンをドーピングすることで形成したp型非晶質シリコンを用いたシリコンヘテロ接合太陽電池の高性能化について取り組んだ。太陽電池作製プロセス後のポストアニールについて重点的に検討を行い、200 °Cでの十分な長時間のポストアニールを行うことで、発電性能が向上することを見出した。また、透明導電膜であるITOの製膜条件の最適化も行った。その結果、短絡電流密度 32.7 mA/cm2, 開放電圧 617 mV、変換効率12.6%のシリコンヘテロ接合太陽電池が得られることを確認した。さらに、n型非晶質シリコン膜へのボロンドープも試み、導電性の制御可能性について実証した。
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