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2009 Fiscal Year Annual Research Report

三元化合物からの連続成膜法による次世代CIGS系薄膜太陽電池の作製に関する研究

Research Project

Project/Area Number 19560328
Research InstitutionWakayama National College of Technology

Principal Investigator

山口 利幸  Wakayama National College of Technology, 電気情報工学科, 教授 (60191235)

Keywords薄膜太陽電池 / カルコパイライト型 / 三元化合物 / シーケンス蒸着
Research Abstract

本研究では、三元化合物からの連続成膜法を用いて次世代CIGS系薄膜太陽電池を作製することを目的として実施する。単接合型や多接合型太陽電池への応用を実現するためには、色々なバンドギャップを有する薄膜材料が必要であり、本研究で取り扱うCIGS系薄膜はGa量やS量を調整することで実現可能である。太陽電池グレードのCIGS系薄膜を作製するため、適度なGa量やS量を含むCIGS系薄膜の連続成膜法における成膜条件を検討するとともに、太陽電池を作製し、その性能との関係を明確にする。3年計画の最終年度は以下の知見を得た。
(1)連続成膜法によるCu(In,Ga)Se_2薄膜へのSe供給量の検討と太陽電池の作製
Se空孔を抑制することによる開放電圧の向上を目指した。連続成膜プロセス中の2段目に新たにSe供給工程を追加した。このSe供給量を変化させて、Cu(In,Ga)Se_2薄膜及び太陽電池を作製した。その結果、Se量の増加とともに、太陽電池の開放電圧の増加が確認でき、最大で650mVが得られた。
(2)Cu(In,Ga)Se_2薄膜へのH_2S処理効果の検討と太陽電池の作製
開放電圧のさらなる向上を目指して、連続成膜法により作製したCu(In,Ga)Se_2薄膜の表面を硫化処理するプロセスを用いてCu(In,Ga)(S,Se)_2薄膜を作製した。その結果、硫化処理により、薄膜中のSe量が減少しS量が増加した。S量の増加とともに開放電圧が向上し、最大で730mVが得られた。
(3)Cu(In,Ga)Se_2系薄膜太陽電池の素子化プロセスの検討
高Ga濃度Cu(In,Ga)Se_2太陽電池の素子構造を形成する際の溶液成長法によるCdS成膜条件および高周波マグネトロンスパッタ法によるi-ZnO成膜条件を調べた。その結果、CdS成膜時の原料供給温度およびi-ZnO成膜時の基板位置が太陽電池特性に大きく影響を与えることが分かった。

  • Research Products

    (10 results)

All 2009

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Fabrication of solar cell with CuInSe_2/high Ga/III ratio Cu(In, Ga)Se_2 absorber by sequential evaporation from ternary compounds2009

    • Author(s)
      T.Yamaguchi
    • Journal Title

      Physica Status Solidi C Vol.6

      Pages: 1229-1232

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation of Cu(In, Ga)(S, Se)_2 thin film solar cells by sequential evaporation and annealing process2009

    • Author(s)
      T.Yamaguchi
    • Journal Title

      CD Proceedings of International Conference on Electrical Engineering 2009(Shenyang, China, July 5-9, 2009) (CD-ROM)

      Pages: I9FP0234/1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cu(In, Ga)Se_2 thin films with high Ga/III ratio prepared by sequential evaporation from ternary compounds and their solar cell applications2009

    • Author(s)
      T.Yamaguchi
    • Journal Title

      Proceedings of The 10th International Symposium on Sputtering and Plasma Processes(Kanazawa, July 8-10, 2009)

      Pages: 350-353

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Preparation of Cu(In, Ga)(S, Se)_2 thin films by sequential evaporation and annealing in sulfur atmosphere2009

    • Author(s)
      T.Yamaguchi
    • Organizer
      19th International Photovoltaic Science and Engineering Conference
    • Place of Presentation
      Cheju, Korea
    • Year and Date
      2009-11-12
  • [Presentation] Cu(In, Ga)Se_2薄膜太陽電池の成膜プロセスの検討(II)2009

    • Author(s)
      奥尚之
    • Organizer
      平成21年電気関係学会関西支部連合大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2009-11-08
  • [Presentation] 高Ga濃度Cu(In, Ga)Se_2薄膜太陽電池の作製に関する研究II2009

    • Author(s)
      浅井康孝
    • Organizer
      平成21年電気関係学会関西支部連合大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2009-11-08
  • [Presentation] 連続成膜法によるCuGaSe_2薄膜太陽電池の作製2009

    • Author(s)
      田中雄也
    • Organizer
      平成21年電気関係学会関西支部連合大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2009-11-08
  • [Presentation] Characterization of Cu(In, Ga)(S, Se)_2 thin films prepared by sequential evaporation for photovoltaic device applications2009

    • Author(s)
      T.Yamaguchi
    • Organizer
      13th International Conference on Defects-Recognition, Imaging and Physics in Semiconductors
    • Place of Presentation
      Wheeling, West Virginia, USA
    • Year and Date
      2009-09-14
  • [Presentation] 三元化合物からの連続成膜法による高いGa/III比を持つCu(In, Ga)Se_2薄膜太陽電池の作製(II)2009

    • Author(s)
      山口利幸
    • Organizer
      第6回次世代の太陽光発電システムシンポジウム
    • Place of Presentation
      新潟市朱鷺メッセ
    • Year and Date
      2009-07-02
  • [Presentation] 三元化合物からの真空蒸着法によるCu(In, Ga)Se_2薄膜の作製(VI)2009

    • Author(s)
      山口利幸
    • Organizer
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2009-04-01

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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