2019 Fiscal Year Research-status Report
Luminescent effects in multijunction photovoltaic devices
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18K04987
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
太野垣 健 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (80422327)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 発光 / 光電変換 / 多接合型光電変換素子 / 太陽電池 / 太陽光発電 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高効率光電変換素子においては、非輻射再結合損失が抑制され輻射再結合が主要な損失要因となる。Laser power converterや集光型太陽電池などに用いられる多接合型光電変換素子は、多数のｐｎ接合が直列接合された光電変換素子であり、ｐｎ接合における発光（輻射再結合）が異なるｐｎ接合で再吸収される発光結合効果が光電変換特性に重要な役割を果たすようになる。多接合型光電変換素子の発光結合効果により、生成光電流が照射光強度に対し非線形に増大するなど、従来の光電変換素子にない新しい特性の発現が期待されている。本研究では、この発光結合効果の微視的物理機構を解明することが目的である。
本年度は、実験的アプローチにより特徴的な多接合型光電変換素子における発光結合効果の特性解明をおこなった。通常の多接合型太陽電池において、光入射側に配置された高バンドギャップエネルギーｐｎ接合から、隣接する低エネルギーバンドギャップｐｎ接合への発光結合効果についてレーザー照射による電流電圧測定を行い、発光結合効率の定量的評価を実施した。また、発光結合効果が太陽電池性能評価に及ぼす効果について、特に電界発光を用いた性能評価に及ぼす影響について検証を行い、太陽電池パラメータの決定に影響を及ぼすことが示唆された。さらに、前年度の研究において発光結合効果をより直接的に精密に測定し得ることが示唆されていた３端子型多接合太陽電池の高度化を進め、裏面に第２および第３電極を有したバックコンタクト型の３端子メカニカルスタック多接合太陽電池を作製し、これを用いた発光結合効果の特性解明を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
多接合太陽電池における発光結合効果の定量的観測に成功し、これが電界発光を用いた太陽電池性能評価に及ぼす影響の算出に成功した。また、３端子型メカニカルスタック多接合太陽電池において、裏面に両極コンタクト電極を有した新規の３端子型のメカニカルスタック多接合太陽電池を作製し、発光結合効果をより直接的に精密に測定しえることを示唆する結果を得た。これらは、発現機構の理解の進展に貢献し、発光結合効果の新たな検出法や太陽電池性能の評価技術として発展する可能性がある。研究期間を通して多くの進展が見られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
裏面電極型の3端子メカニカルスタック多接合太陽電池で発光結合効果の精密観測に成功したので、今後これをプローブとして、発光結合効果の増強を目指して研究を展開していく。光電現象の発現機構をデバイスシミュレーションを活用して明らかにしていく。
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| Causes of Carryover |
当該年度に予定していた消耗部品交換の発生頻度が低く、次年度使用額が生じた。当該助成金は、次年度に発生する消耗部品に使用する。
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Research Products
(3 results)
