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次世代高効率n型結晶シリコン太陽電池の電圧誘起劣化現象の発生メカニズム解明

Research Project

Project/Area Number 17J09648
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Electronic materials/Electric materials
Research InstitutionJapan Advanced Institute of Science and Technology

Principal Investigator

山口 世力  北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords電圧誘起劣化 / n型結晶シリコン太陽電池 / 太陽電池モジュール / 劣化試験
Outline of Annual Research Achievements

最終年度である第2年度では,太陽電池セルレベルの電圧誘起劣化(PID)試験法におけるチャンバー内の真空引きが劣化に与える影響,およびn型フロントエミッター(n-FE)型結晶シリコン(c-Si)太陽電池モジュールのPIDに与える光照射の影響を調査した.
前者については,太陽電池セルを封止せずにガラス,封止材,太陽電池セルの積層構造に対して電圧を印加するPID試験法にて,積層構造を置くチャンバー内の真空引きが劣化に与える影響を調べた.電圧1000 V,温度65 °Cという条件において,真空度が~10 Pa程度となるようにチャンバーを真空引きした場合と真空引きしない場合とで比較を行った.これより,チャンバーを真空引きすることで試料中を流れるリーク電流が増大し,結果として劣化が5倍程度速くなることがわかった.試験後の試料を観察すると,真空引きをしていない場合には層間に多量の気泡が観察されたのに対し,真空引きした場合にはそのような気泡は見られなかった.これらより,真空引きは試料の層間に存在し界面抵抗として働く気泡を減らし,結果として劣化を加速すると考えられる.以上より,本PID試験において,真空引きはより高い加速係数を得るために重要であるといえる.
後者に関しては,n-FE c-Si太陽電池モジュールのPIDに与える光照射の影響を調査した.n-FE太陽電池モジュールは3段階の劣化を生じることが知られている.第1劣化は,セル表面に存在する反射防止膜中への正電荷の蓄積に起因する.一方,第2,第3劣化は,モジュール部材中に存在するナトリウムのセル内部への侵入に起因すると考えられる.試験中に試料に疑似太陽光を照射すると,第1劣化の挙動は変化しないが,第2,第3劣化はわずかに遅くなる傾向が見られた.これらより,n-FE c-Siモジュールの第2,第3劣化は光照射によって遅くなる可能性が示唆された.

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Rapid progression and subsequent saturation of polarization-type potential-induced degradation of n-type front-emitter crystalline-silicon photovoltaic modules2018

    • Author(s)
      Seira Yamaguchi, Kyotaro Nakamura, Atsushi Masuda, Keisuke Ohdaira
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 57 Issue: 12 Pages: 122301-122301

    • DOI

      10.7567/jjap.57.122301

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of evacuating a chamber on the degradation rate of solar cells in a cell-level potential-induced degradation test2018

    • Author(s)
      Seira Yamaguchi, Keisuke Ohdaira
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 57 Issue: 10 Pages: 108002-108002

    • DOI

      10.7567/jjap.57.108002

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multistage performance deterioration in n-type crystalline silicon photovoltaic modules undergoing potential-induced degradation2018

    • Author(s)
      Y. Komatsu, S. Yamaguchi, A. Masuda, K. Ohdaira
    • Journal Title

      Microelectronics Reliability

      Volume: 84 Pages: 127-133

    • DOI

      10.1016/j.microrel.2018.03.018

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] egradation behavior of crystalline silicon solar cells in a cell-level potential-induced degradation test2017

    • Author(s)
      S. Yamaguchi, K. Ohdaira
    • Journal Title

      Solar Energy

      Volume: 155 Pages: 739-744

    • DOI

      10.1016/j.solener.2017.07.009

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] CIGS薄膜太陽電池セルのKF-PDTがPIDに与える影響2019

    • Author(s)
      山口世力,西永慈郎,柴田肇,大平圭介,増田淳
    • Organizer
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Potential-induced degradation in n-type crystalline silicon photovoltaic cell modules2018

    • Author(s)
      Seira Yamaguchi, Atsushi Masuda, Keisuke Ohdaira
    • Organizer
      28th Annual NREL Silicon Workshop
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Effect of light illumination on potential-induced degradation in front-emitter n-type crystalline silicon photovoltaic modules2018

    • Author(s)
      Seira Yamaguchi, Atsushi Masuda, Keisuke Ohdaira
    • Organizer
      3rd International Workshop on the Sustainable Actions for “Year by Year Aging” under Reliability Investigations in Photovoltaic Modules
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Performance degradation in front-emitter n-type crystalline silicon photovoltaic modules under long-duration potential-induced degradation tests2018

    • Author(s)
      Keisuke Ohdaira, Yutaka Komatsu, Seira Yamaguchi, Atsushi Masuda
    • Organizer
      3rd International Workshop on the Sustainable Actions for “Year by Year Aging” under Reliability Investigations in Photovoltaic Modules
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] n型結晶Si太陽電池モジュールの電圧誘起劣化に与える光照射の影響2018

    • Author(s)
      山口世力,増田淳,大平圭介
    • Organizer
      産業技術総合研究所太陽光発電研究成果報告会2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] n型結晶Si太陽電池モジュールの長時間電圧誘起劣化とその回復2018

    • Author(s)
      大平圭介,小松豊,山口世力,増田淳
    • Organizer
      産業技術総合研究所太陽光発電研究成果報告会2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] n型フロントエミッター型結晶シリコン太陽電池モジュールの電圧誘起劣化に与える光照射の影響2018

    • Author(s)
      山口世力,増田淳,大平圭介
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] セルレベルのPID試験におけるチャンバー内の真空引きが劣化挙動に与える影響2018

    • Author(s)
      山口世力,大平圭介
    • Organizer
      日本学術振興会第175委員会第15回「次世代の太陽光発電システム」シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] n型c-Si太陽電池モジュールの長時間電圧誘起劣化とその回復2018

    • Author(s)
      小松豊,山口世力,増田淳,大平圭介
    • Organizer
      日本学術振興会第175委員会第15回「次世代の太陽光発電システム」シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] セルレベルの電圧誘起劣化試験におけるチャンバー内の真空引きの影響2018

    • Author(s)
      山口世力,大平圭介
    • Organizer
      第65 回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Rapid saturation of potential-induced degradation in n-type c-Si photovoltaic modules2017

    • Author(s)
      S. Yamaguchi, K. Nakamura, A. Masuda, K. Ohdaira
    • Organizer
      27th International Photovoltaic Science and Engineering Conference
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis for leakage currents within unlaminated photovoltaic-module-like layer stacks in a cell-level potential-induced degradation test2017

    • Author(s)
      S. Yamaguchi, K. Ohdaira
    • Organizer
      6th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Long-term potential-induced degradation tests for n-type c-Si-wafer-based photovoltaic cell modules2017

    • Author(s)
      Y. Komatsu, S. Yamaguchi, A. Masuda, K. Ohdaira
    • Organizer
      6th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] n 型c-Si 太陽電池モジュールの長時間電圧誘起劣化後の 回復挙動2017

    • Author(s)
      小松豊,山口世力,増田淳,大平圭介
    • Organizer
      第78 回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] n 型c-Si 太陽電池の電圧誘起劣化における飽和とその起源に関する考察2017

    • Author(s)
      山口世力,中村京太郎,増田淳,大平圭介
    • Organizer
      第78 回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 長時間の電圧誘起劣化試験におけるn 型結晶シリコン太陽電池モジュールの劣化挙動2017

    • Author(s)
      小松豊,山口世力,増田淳,大平圭介
    • Organizer
      日本学術振興会第175 委員会第14 回「次世代の太陽光発電システム」シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] n 型結晶シリコン太陽における電圧誘起劣化の進行/飽和挙動2017

    • Author(s)
      山口世力,増田淳,大平圭介
    • Organizer
      日本学術振興会第175 委員会第14 回「次世代の太陽光発電システム」シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 太陽電池セルレベルのPID 試験法におけるc-Si 太陽電池セルの劣化挙動2017

    • Author(s)
      山口世力,大平圭介
    • Organizer
      日本学術振興会第175 委員会第14 回「次世代の太陽光発電システム」シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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