2012 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ粒子を用いた高効率カルコパイライト系太陽電池の研究
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22360006
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山田 明 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (40220363)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒川 康良 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (00588527)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 太陽電池 / ナノ粒子 / 化合物薄膜 / 半導体 |
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| Research Abstract |
地球温暖化問題ならびに我が国のエネルギー問題の解決に資するため、Cu(InGa)Se2（CIGS）薄膜太陽電池に着目し、その技術開発を行った。通常Cu(InGa)Se2は、真空蒸着を基本としたプロセスにより作製される。本研究では、低コストプロセスとして非真空プロセスを取り上げ、真空を用いないCIGS薄膜太陽電池の作製手法を開発した。
CIGSを構成するCu-Se、In-Seの合成は、金属ヨウ化物とNaのSe化物を低温度においてコロイド合成することにより作製した。当初はCIGSナノ粒子の直接合成を行っていたが、Cu-Seが焼結助材となることから、Cu-Seナノ粒子をインク原料とする手法へと変えた。得られたナノ粒子インクは、Mo基板付きガラス基板へとスプレー印刷され、Se雰囲気下550℃程度でアニールすることによりCIGS光吸収層とした。昨年度、アニール時のH2添加が変換効率向上に有効であることを見いだした。Seは蒸発するとSe6, Se8などのポリタイプとなるが、高温下におけるH2添加によりポリSe分子がSe2などの低分子Seとなり、反応の活性化が増大、これにより焼結時に十分なSe原子が供給されることにより結晶性が向上したと考えている。
CIGSはp型半導体であるため、作製した光吸収層上にn型CdSをCBD法により、透明導電膜であるZnOをMOCVD法により堆積し、太陽電池とした。最終的には、インク中にチオ尿素を添加することにより、変換効率3.5%（Voc=0.38V,Jsc=23.5mA/cm2,FF=0.39）を有する太陽電池の作製に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(1 results)
