連続した界面のヘテロ接合創製と結晶シリコン太陽電池特性の向上

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K13790
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分21050:電気電子材料工学関連
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 今村 健太郎 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (60591302)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: シリコン太陽電池 / ナノシリコン / ヘテロ接合

研究成果の概要

結晶シリコンを化学的転写法によって溶解させることで、ナノ結晶シリコン層/結晶シリコン構造を形成した。透過電子顕微鏡観察によって、化学的転写法の反応条件を検討し、均一なナノ結晶シリコン層の形成を可能とした。シリコンナノ結晶層の空孔率は、エリプソメトリー解析から見積もり、バンド構造は、X線光電子分光測定、フォトルミネッセンス測定、ケルビンプローブフォース顕微鏡測定から見積もった。本研究によって急峻なバンド構造を有するナノ結晶シリコン層/結晶シリコン構造の形成を可能とした。ナノ結晶シリコン層へのボロン拡散工程の改良によって高効率化の可能性を見出した。

自由記述の分野

半導体デバイス

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は、市販される太陽電池の9割以上を占めており、エネルギー問題を解決するための重要なエネルギー変換デバイスである。結晶シリコン太陽電池開発には、高効率化と低コスト化によって発電コストを低減させることが求められている。本研究によって、形成したナノ結晶シリコン層/結晶シリコン構造は急峻なバンド構造を有しており、太陽電池の再結合電流の低減による開放電圧の向上に有望な構造である。また、本研究で用いた方法は、低コストな非真空プロセスであり、発電コストの低減につながる。