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新規低温ドーピング法を利用したシリコン太陽電池の革新的製造技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K14400
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 複合材料・表界面工学
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

大平 圭介  北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (40396510)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードシリコン / ドーピング / 太陽電池 / ヘテロ接合 / シリコンヘテロ接合太陽電池 / 触媒分解 / パッシベーション / 半導体物性
研究成果の概要

本研究は、ドーピング非晶質シリコン層を、ノンドープ非晶質シリコン層への事後のドーピングにより形成する「Catドーピング」を用いて作製し、シリコンヘテロ接合太陽電池を作製する技術の確立を目指したものである。非晶質シリコン/結晶シリコン界面でのキャリア再結合が悪化しないドーピング条件の明確化と、シリコンヘテロ接合太陽電池の動作確認および高開放電圧化を目標とした。その結果、主にドーピング時の基板温度の調整により、界面特性を悪化させることなくn型およびp型非晶質シリコン層を形成可能であることを見出した。また、Catドーピングで形成したp型非晶質シリコンを用いて作製した太陽電池の動作に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

結晶シリコン太陽電池における究極の構造の一つといえる、裏面電極型シリコンヘテロ接合太陽電池の量産化において、裏面の非晶質シリコンの安価なパターニングが課題となっている。本研究において、事後のドーピングで形成した非晶質シリコン膜が太陽電池に利用できることが見出されたことから、非晶質シリコン膜に対しCatドーピングをハードマスクを通して行うことにより、事後のパターニング法として展開できる可能性を示した。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Silicon Heterojunction Solar Cell with a p-type Amorphous Silicon Emitter Formed by Catalytic Impurity Doping2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Akiyama and Keisuke Ohdaira
    • 雑誌名

      Proceedings of 7th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion (WCPEC)

      巻: 7 ページ: 2097-2099

    • DOI

      10.1109/pvsc.2018.8547875

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Catalytic phosphorus and boron doping to amorphous silicon films2017

    • 著者名/発表者名
      K. Ohdaira, J. Seto, and H. Matsumura
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 56 号: 8S2 ページ: 08MB06-08MB06

    • DOI

      10.7567/jjap.56.08mb06

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] BのCatドーピングによるn型a-Siの導電率の変化2019

    • 著者名/発表者名
      鶴飼 太陽、 大平 圭介
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Silicon Heterojunction Solar Cell with a p-type Amorphous Silicon Emitter Formed by Catalytic Impurity Doping2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Akiyama and Keisuke Ohdaira
    • 学会等名
      7th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion (WCPEC)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] B Catドーピングを用いたSiヘテロ接合太陽電池の作製2018

    • 著者名/発表者名
      秋山 勝哉、大平 圭介
    • 学会等名
      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
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] B Cat-doped a-Si:H層をもつSiヘテロ接合太陽電池2018

    • 著者名/発表者名
      秋山 勝哉、大平 圭介
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] B Cat-doping法によるa-Si/ITO界面の電気特性の変化2017

    • 著者名/発表者名
      秋山 勝哉、大平 圭介
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜, 神奈川県, 横浜市.
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] B Cat-dopingによるa-Si膜およびa-Si/ITO界面の電気特性の変化2017

    • 著者名/発表者名
      秋山 勝哉、大平 圭介
    • 学会等名
      第14回Cat-CVD研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] B Cat-doping法によるa-Si/ITO界面の電気特性の変化2017

    • 著者名/発表者名
      秋山 勝哉、大平 圭介
    • 学会等名
      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
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] B Cat-dopingによるa-Si膜およびa-Si/ITO界面の電気特性の変化2017

    • 著者名/発表者名
      秋山 勝哉、大平 圭介
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Change in the electrical characteristics of a-Si films and a-sS:H/ITO interfaces by boron Cat-doping2017

    • 著者名/発表者名
      K. Akiyama and K. Ohdaira
    • 学会等名
      27th International Photovoltaic Science and Engineering Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Catalytic phosphorus and boron doping to amorphous silicon films2016

    • 著者名/発表者名
      K. Ohdaira, J. Seto, and H. Matsumura
    • 学会等名
      26th International Photovoltaic Science and Engineering Conference
    • 発表場所
      Marina Bay Sands, Singapore
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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