Development of high-efficiency tandem solar cells for a resilient society

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02636
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 30010:Crystal engineering-related
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Yamada Akira 東京工業大学, 工学院, 教授 (40220363)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中田 和吉 東京工業大学, 工学院, 助教 (70783223)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 化合物薄膜太陽電池 / 太陽光発電 / レジリエント社会 / 低電子親和力

Outline of Final Research Achievements

Shifting from a centralized to a decentralized power grid is one of the measures to realize a disaster-resistant society, and the solar cell with high conversion efficiency is a key device for a resilient society as a decentralized power source. In this work, we developed Cu(In,Ga)S2 thin film solar cells and successfully fabricated solar cells with conversion efficiency of 7.2%. We also developed Zn-Ge-O as a new n-type material with low electron affinity for Cu(In,Ga)S2 solar cells and successfully fabricated Zn-Ge-O with electron affinity of 4.1 eV.

Free Research Field

半導体物性、電子デバイス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

地球温暖化による台風の大型化など、地球規模の自然現象が国土に甚大な被害を及ぼしており、災害に強いレジリエントな社会の構築が喫緊の課題となっている。太陽光発電は、地球環境問題に寄与するばかりでなく、分散型電源としての特徴を有する。本研究では、禁制帯幅の異なる太陽電池を複数組み合わせたタンデム型太陽電池の実現を目指し、その要素技術である硫化物系Cu(In,Ga)S2太陽電池の開発、ならびにCu(In,Ga)S2用低電子親和力Zn-Ge-O透明導電膜の開発を行った。