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ホットプレス法によるシリコンナノ粒子膜の多結晶化とワイヤー型極薄膜太陽電池の作製

研究課題

研究課題/領域番号 17K14921
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 エネルギー学
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

加藤 慎也  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10775844)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード結晶シリコン太陽電池 / ナノシリコン / ホットプレス / 太陽電池 / 光閉じ込め / シリコンナノ粒子 / シリコン太陽電池 / ナノ材料 / シリコン
研究成果の概要

結晶シリコン太陽電池は、高効率で安定であることから広く用いられている。さらなる高効率化や低コスト化には薄膜化が必須で従来の技術では実現が困難であった。そこで、シリコンナノ粒子を用いて薄膜化を行った。また、ホットプレス法により膜の高品質化の手法を開発した。ホットプレス前は、シート抵抗は2.05MΩ/sqであったが、プレス後に抵抗が減少し、0.55MΩ/sqまで低減したした。そこで、イントリンジック層をシリコンナノ粒子で作製し、p型とn型の層をアモルファスシリコンでpin型太陽電池構造を作製した。光起電力を確認し、開放電圧155mVが得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

学術的意義は、従来では難しかった結晶シリコン太陽電池の薄膜化する新規技術を開発し、容易に10μm以下の膜厚の太陽電池構造を形成できることを示した。シリコンナノ粒子を用いた技術は世界でもほとんどなく、本研究の技術が確立できれば世界をリードできる。
社会的意義としては、太陽電池の高効率化・低コスト化技術を示したたことで、さらなる普及に寄与することができる。太陽電池の普及は環境問題とエネルギー問題を解決するために必要であり、本研究がさらに発展すれば十分に普及が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Silicon Nanowire Heterojunction Solar Cells with an Al2O3 Passivation Film Fabricated by Atomic Layer Deposition2019

    • 著者名/発表者名
      Kato Shinya、Kurokawa Yasuyoshi、Gotoh Kazuhiro、Soga Tetsuo
    • 雑誌名

      Nanoscale Research Letters

      巻: 14 号: 1 ページ: 99-99

    • DOI

      10.1186/s11671-019-2930-1

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improving Intrinsic Silicon Nanoparticle Film by Press Treatment for use in p?i?n Solar Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Ichihara Eiji、Kato Shinya、Akaishi Ryushiro、Gotoh Kazuhiro、Kurokawa Yasuyoshi、Kishi Naoki、Soga Tetsuo
    • 雑誌名

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

      巻: - ページ: 0317-0320

    • DOI

      10.1109/pvsc.2018.8547319

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Improvement of the Electrical Property of Silicon Nanoparticle Films Prepared via Hot Press Treatment2018

    • 著者名/発表者名
      Kato Shinya、Kumagai Shinsuke、Gabriel Caixeta Bonfim、Ichihara Eiji、Kishi Naoki、Soga Tetsuo
    • 雑誌名

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

      巻: - ページ: 0333-0337

    • DOI

      10.1109/pvsc.2018.8547336

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] シリコンナノ粒子の多層化によるSiウエハの反射率低減2019

    • 著者名/発表者名
      神谷将英、加藤慎也、曽我哲夫
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] シリコンスラッジを用いたシリコンナノ粒子の作製2019

    • 著者名/発表者名
      勘田健介、加藤慎也、曽我哲夫、岸直希、高遠秀尚
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] テクスチャ基板の反射率の低減を目指したシリコンナノ粒子層の作製2019

    • 著者名/発表者名
      加藤慎也、 曾我哲夫
    • 学会等名
      第16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
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ホットプレス法を用いたシリコンナノ粒子膜の電気特性向上2017

    • 著者名/発表者名
      熊谷信亮、加藤慎也、岸直希、曽我哲夫
    • 学会等名
      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] スピンコート法を用いたpinシリコン太陽電池の作製と評価2017

    • 著者名/発表者名
      熊谷信亮、加藤慎也、岸直希、曽我哲夫
    • 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

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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