低コスト・省エネルギープロセスによる高効率タンデム構造型太陽電池

• 研究課題/領域番号: 22560293
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 加藤 孝正 山梨大学, 大学院・医学工学総合研究部, 教授 (90020479)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2010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: 静電スプレー堆積法 / タンデム型太陽電池 / 薄膜太陽電池 / カルコパイライト半導体 / 太陽電池 / CuInS2 / In2Se3 / In2S3 / ZnO誘明導電膜

研究概要

本研究は、低コスト・省エネルギーな成長方法により、高効率な太陽電池(SC)を開発することを目指した。タンデム型SC材料としては、最大の理論効率が期待できるCuInS2(CIS)とγ-In2Se3を採用した。添加不純物の選択により、SCに必要な伝導形の制御が行えることを明らかにした。これを基にCIS pn接合SCやγ-In2Se3/CISヘテロ接合SCを作製し、効率は最大約1%であった。タンデム型の実現には至っていないが、そのための重要な知見が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] 静電スプレー法による太陽電池用薄膜の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 加藤孝正、中西 哲、堀本 海、福井慎一、小野島紀夫
  • 雑誌名: 表面技術 巻: 63 ページ: 362-362
  • NAID: 10030764607
• [雑誌論文] 静電スプレー法による太陽電池用薄膜の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 加藤孝正、中西 哲、堀本 海、福井慎一、小野島紀夫
  • 雑誌名: 表面技術 巻: 63 ページ: 362-364
  • NAID: 10030764607
• [雑誌論文] Growth of γ-In2Se3thin films by electrostatic spray deposition (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kato, T. Hiramatsu, N. Onojima
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 50
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth of γ-In2Se3 Thin Films by Electrostatic Spray Pyrolysis Deposition (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kato, T.Hiramatsu, N.Onojima
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 50 号: 5S2 ページ: 05FB11-05FB11
  • DOI: 10.1143/jjap.50.05fb11
  • NAID: 210000070522
  • 査読あり
• [学会発表] 静電スプレー法による Zn ドープp形 In2Se3薄膜及び pn 積層膜の成長 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊坪正貴、小野島紀夫、加藤孝正
  • 学会等名: 日本結晶成長学会 NCCG-42
  • 発表場所: 九州大学
• [学会発表] Incorporation of n-type dopants Zn, Sn and Ge into CuInS2grown by electrostatic spray pyrolysis deposition method (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kato, U. Horimoto, N.Onojima, K. Hara
  • 学会等名: ICTMC-18
  • 発表場所: ザルツブルグ、オーストリア
• [学会発表] Growth of Thin In2S3for Buffer Layer of Solar Cells Prepared by Electrostatic Spray Pyrolysis Deposition Method (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kato, U. Horimoto, S. Fukui, N. Onojima
  • 学会等名: ICAMSE-12
  • 発表場所: コロンボ、スリランカ
• [学会発表] 静電スプレー法による太陽電池バッファ層薄膜In_2S_3の成長 (2011)
  • 著者名/発表者名: 堀本海, 福井慎一, 小野島紀夫, 加藤孝正
  • 学会等名: 日本結晶成長学会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2011-11-04
• [学会発表] 静電スプレー法による太陽電池バッファ層薄膜 In2S3の成長 (2011)
  • 著者名/発表者名: 堀本 海、福井慎一、小野島紀夫、加藤孝正
  • 学会等名: 日本結晶成長学会 NCCG-41
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] Growth ofγ-In_2Se_3 thin films by electrostatic spray pyrolysis deposition (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤孝正
  • 学会等名: 三元・多元化合物国際会議(ICTMC-17)
  • 発表場所: バクー(アゼルバイジャン)
  • 年月日: 2010-09-28
• [学会発表] Electrostatic spray pyrolysis deposition of CulnS_2 thin films (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤孝正
  • 学会等名: 国際結晶成長学会(ICCG-16)
  • 発表場所: 北京
  • 年月日: 2010-08-09
• [学会発表] Growth of γ-In2Se3thin films by electrostatic spray deposition (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kato, T. Hiramatsu, N. Onojima
  • 学会等名: ICTMC-17
  • 発表場所: バクー、アゼルバイジャン
• [学会発表] Electrostatic spray pyrolysis deposition of CuInS2thin films (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kato, A. Nakanishi, N. Onojima
  • 学会等名: ICCG-16/ICVGE-13
  • 発表場所: 北京、中国
• [学会発表] Low-temperature preparation of ZnO films by electrostatic spray pyrolysis deposition for transparent conductive oxide, ZnO, transparent conductive film, electrostatic spray pyrolysis deposition (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Onojima, S. Fukui, U. Horimoro, T. Kato
  • 学会等名: ICCG-16/ICVGE-13
  • 発表場所: 北京、中国
• [学会発表] 静電スプレー法によるZnドープｐ形In2Se3薄膜及びpn積層膜の成長
  • 著者名/発表者名: 伊坪正貴、小野島紀夫、加藤孝正
  • 学会等名: 日本結晶成長学会NCCG-42
  • 発表場所: 九州大学(福岡県）
• [学会発表] Incorporation of n-type dopants Zn, Sn and Ge into CuInS2 grown by electrostatic spray pyrolysis deposition method
  • 著者名/発表者名: T. Kato, U. Horimoto, N.Onojima, K. Hara
  • 学会等名: ICTMC-18
  • 発表場所: ザルツブルグ大学（ザルツブルグ市、オーストリア）
• [学会発表] Growth of thin In2S3 for buffer layer of solar cells prepared by electrostatic spray pyrolysis deposition method
  • 著者名/発表者名: T. Kato, U. Horimoto, S. Fukui, N. Onetime
  • 学会等名: ICAMSE-12
  • 発表場所: ゴールフェイスホテル（コロンボ市、スリランカ）
• [備考]
  • URL: http://www.eng.yamanashi.ac.jp/gakka/denki/
• [備考]
  • URL: http://www.eng.yamanashi.ac.jp/gakka/denki/
• [備考]
  • URL: http://sangaku.yamanashi.ac.jp/SearchResearcher/contents/43D62ECBEA6BC862_1.html
• [備考]
  • URL: http://www.eng.yamanashi.ac.jp/files/kenkyu2010-03.pdf
• [備考]
  • URL: http://www.es.yamanashi.ac.jp/research/index_html#kato
• [産業財産権] 薄膜形成装置及び薄膜形成方法 (2012)
  • 発明者名: 加藤孝正、成島正樹、原 謙一
  • 権利者名: 山梨大学、東京エレクトロン
  • 出願年月日: 2012-01-13
  • 外国
• [産業財産権] 薄膜形成装置及び薄膜形成方法 (2012)
  • 発明者名: 加藤孝正, 成島正樹, 原謙一
  • 権利者名: 山梨大学東京エレクトロン
  • 出願年月日: 2012-01-13
  • 外国
• [産業財産権] 太陽電池用の薄膜形成装置及び薄膜形成方法 (2011)
  • 発明者名: 加藤孝正、成島正樹、原 謙一
  • 権利者名: 山梨大学、東京エレクトロン
  • 産業財産権番号: 2011-005310
  • 出願年月日: 2011-12-20
• [産業財産権] 太陽電池用の薄膜形成装置及び薄膜形成方法 (2011)
  • 発明者名: 加藤孝正, 成島正樹, 原謙一
  • 権利者名: 山梨大学東京エレクトロン
  • 産業財産権番号: 2011-005310
  • 出願年月日: 2011-12-20
• [産業財産権] 薄膜形成装置及び薄膜形成方法 (2011)
  • 発明者名: 加藤孝正
  • 権利者名: 山梨大学、東京エレクトロン
  • 産業財産権番号: 2011-005310
  • 出願年月日: 2011-01-13