超低コストCu2Oヘテロ接合太陽電池の高効率化に関する研究

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15K04723
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用物理学一般
• 研究機関: 金沢工業大学
• 研究代表者: 宮田 俊弘 金沢工業大学, 工学部, 教授 (30257448)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: Cu2O / ヘテロ接合 / 太陽電池 / パルスレーザー蒸着 / マグネトロンスパッタ

研究成果の概要

本研究では新規なn型及びi型半導体薄膜の材料開発及びCu2O表面へのダメージフリーな成膜技術の高度化を実現できた。具体的には、①新規なi型もしくはn型半導体材料の探索においては、結晶性の優れた薄膜を形成できる現有するパルスレーザー蒸着（PLD）装置を駆使して、優れた特性を実現できる材料を開発に成功した。特にZnGeO多元系半導体薄膜をn型層に採用した太陽電池において、Cu2O系太陽電池における世界最高変換効率である8.23%を実現できた。②大面積・高速成膜に最も適した成膜技術であるマグネトロンスパッタ法を用いてCu2O表面へのダメージフリーな大面積ｎ形半導体薄膜成膜技術を確立した。

自由記述の分野

オプトエレクトロニクス

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在、各国の太陽電池パネルメーカーの相次ぐ市場参入により、太陽電池パネルの国際的な価格競争は熾烈を極めている中で、現在のSi系太陽電池と比較して極めて低コストなCu2O系太陽電池を開発し、実用化のめどとなる変換効率10％に迫る8.23%を実現できたことは、我が国の太陽電池産業に対して極めて大きな貢献をできたものと考えられる。また、大面積かつ量産が可能なマグネトロンスパッタ成膜技術を採用するCu2O系へテロ接合太陽電池作成法の基礎的技術を確立できたことは、今後の実用化に向けた研究のスタートとなりうる成果である。