連続成膜法による次世代CIGS系薄膜太陽電池の高効率化に関する研究

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22560314
• 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: 和歌山工業高等専門学校
• 研究代表者: 山口 利幸 和歌山工業高等専門学校, 電気情報工学科, 教授 (60191235)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 薄膜太陽電池 / 三元化合物 / カルコパイライト型 / 連続成膜法

研究概要

次世代CIGS系薄膜太陽電池を作製するために、三元化合物からの連続成膜法を用いて作製条件を検討した。2段目のGa2Se3添加量を調整して、高いGa含有量を持つCIGS薄膜太陽電池を作製した結果、開放電圧Voc=550mV,短絡電流Isc=23.8mA/cm2,曲線因子FF=0.55,変換効率η=7.25%の成果が得られ、前回データを更新した。また、Na2SeやIn2S3を添加することで、開放電圧を改善できた。

研究成果

• [雑誌論文] Preparation of high Ga content Cu(In,Ga)Se2thin films by sequential evaporation processadded In2S3 (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Yamaguchi, Kazuma Tsujita,Shigetoshi Niiyama, Toshito Imanishi
  • 雑誌名: Advances in Materials Physicsand Chemistry 巻: Vol.2, Supplement ページ: 106-109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of Bandgap Energies of Cu(In,Ga)Se2 Thin Films Grown by a Sequential Evaporation Method Using Piezoelectric Photothermal Spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Mori, Yutaro Motono, Wen Ding, Atsuhiko Fukuyama, Toshiyuki Yamaguchi and Tetsuo Ikari
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 51 ページ: 4
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.51.07GA07
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cu(In,Ga)Se2 thin films with a high Ga content prepared from ternary and binary compounds for solar cell applications (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yamaguchi, Y. Asai, S. Niiyama, T.Imanishi
  • 雑誌名: Proceedings of 2011 World Congress on Engineering and Technology 巻: Vol. 4 ページ: 601-604
  • 査読あり
• [雑誌論文] The study of bandgap energies of Cu(In,Ga)Se2 thin films grown by a sequential evaporation method using a photothermal spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Mori, Yutaro Motono, Wen Ding, Atsuhiko Fukuyama, Toshiyuki Yamaguchi and Tetsuo Ikari
  • 雑誌名: Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics 巻: Vol.32 ページ: 61-62
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Cu(In,Ga)(S,Se)2 thin films bysequential evaporation and annealing in sulfur atmosphere (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Yamaguchi, Y.Asai, N.Oku, S.Niiyama, T.Imanishi, S.Nakamura
  • 雑誌名: Solar Energy Materials and Solar Cells 巻: 95 ページ: 274-276
  • DOI: DOI:10.1016/j.solmat.2010.05.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of CuGaSe2 thin films by evaporation from ternary and binary compounds (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Yamaguchi, Y. Tanaka, S. Niiyama and T.Imanishi
  • 雑誌名: CD Proceedings of International Conference on Electrical Engineering ページ: 1-5.
  • 査読あり
• [学会発表] 高 Ga 組成 Cu(In,Ga)Se2 薄膜太陽電 池への Na 添加の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中伸明,山口利幸,新山茂利,今西敏 人
  • 学会等名: 平成 24 年電気関 係学会関西連合大会
  • 発表場所: 関西 大学
  • 年月日: 20121208-1209
• [学会発表] Preparation of high Ga content Cu(In,Ga)Se2 thin films by sequential evaporation process added In2S3 (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Yamaguchi, Kazuma Tsujita, Shigetoshi Niiyama, Toshito Imanishi
  • 学会等名: 2012 World Congress on Engineering and Technology
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 20121026-1028
• [学会発表] Bandgap gradient of Cu(In,Ga)Se2 absorbing layer studied by piezoelectric photothermal and photoluminescence spectroscopies (2012)
  • 著者名/発表者名: Wen Ding, Yutaro Motono, Takayuki Mori, Akio Suzuki, Toshiyuki Yamaguchi, Atsuhiko Fukuyama, and Tetsuo Ikari
  • 学会等名: European Materials Research Society 2012 SPRING MEETING
  • 発表場所: Strasbourg, France
  • 年月日: 20120514-0518
• [学会発表] 化合物薄膜太陽電池の作製に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山口利幸
  • 学会等名: 第2回高専-TUT太陽電池合同シンポジウム
  • 発表場所: 津山高専
  • 年月日: 2012-12-23
• [学会発表] 連続成膜法における Cu(In,Ga)Se2 薄 膜の温度プロファイルの検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹村瑞生,湯川翔平,田中伸明,山口利 幸
  • 学会等名: 第2回高 専 -TUT 太陽電池合同シンポジウム
  • 発表場所: 津山高専
  • 年月日: 2012-12-22
• [学会発表] 透明 トランスジューサ光熱変換分光法による Cu(In,Ga)Se2 光吸収層のバンドギャップ の測定とバンドグレーディッドの検証 (2012)
  • 著者名/発表者名: 本野佑太郎,丁 文,久松弘明,山口真 司,福山敦彦,山口利幸,碇哲雄
  • 学会等名: 第73回応用物理学会講演会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] 高 Ga 組成の Cu(In,Ga)Se2 薄膜太陽電池の作製プロセ スの検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中伸明, 山口利幸
  • 学会等名: 高専-TUT 太陽電池合同シン ポジウム
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
  • 年月日: 2012-01-08
• [学会発表] 低コスト Cu(In,Ga)Se2 薄膜太 陽電池の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山口利幸
  • 学会等名: 高専-TUT 太陽電池合同 シンポジウム
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
  • 年月日: 2012-01-08
• [学会発表] PREPARATION OF CUSE2 THIN FILMS PREPARED BY SEQUENTIAL EVAPORATION (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Yamaguchi, Kazuma Tsujita, Nobuaki Tanaka, Shigetoshi Niiyama, Toshito Imanishi
  • 学会等名: 21th International Photovoltaic Science and Engineering Conference (Fukuoka
  • 発表場所: ヒルトン 福岡シーホーク
  • 年月日: 20111128-1202
• [学会発表] 連続成膜法による Cu(In,Ga)Se2 薄膜 太陽電池への In2S3 及び Na2Se 添加効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 辻田和真,山口利幸,新山茂利,今西敏 人
  • 学会等名: 平成 23 年電気関係学会関西連合大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学
  • 年月日: 20111029-1030
• [学会発表] 高 Ga 組成の Cu(In,Ga)Se2 薄膜太陽 電池の作製プロセスに関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中伸明,山口利幸,新山茂利,今西敏 人
  • 学会等名: 平成23 年電気関 係学会関西 連合大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学
  • 年月日: 20111029-1030
• [学会発表] 連続成膜法による高い Ga/III 比を持 つ Cu(In,Ga)Se2 薄膜への S 添加 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山口利幸,辻田和真,新山茂利,今西 敏 人
  • 学会等名: 第72回応用物理学会講演会
  • 発表場所: 山 形大学
  • 年月日: 20110830-0925
• [学会発表] 高 Ga/III 比を持つ Cu(In,Ga)Se2 薄膜 への S 添加と太陽電池の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 辻田和真,山口利幸,新山茂利,今西敏 人
  • 学会等名: 第8回次 世代の太陽光発電システムシンポジウム
  • 発表場所: 岐阜市産業文化交流センターじゅうろくプラザ
  • 年月日: 20110630-0715
• [学会発表] 連続成膜 法による Cu(In,Ga)Se2 薄膜の PL 及び PPT スペクトル (2011)
  • 著者名/発表者名: 本野佑太郎,森賢之,鈴木章生,丁文, 福山敦彦,碇哲雄,山口利幸
  • 学会等名: 第8回次世代の太陽光発電 システムシンポジウム
  • 発表場所: 岐 阜市産業文化交流センターじゅうろくプ ラザ
  • 年月日: 20110630-0715
• [学会発表] Photoluminescence and photothermal spectra of Cu(In,Ga)Se2 thin films by a sequential evaporation method (2011)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Mori, Akio Suzuki, Yutarou Motono, Wen Ding, Atsuhiko Fukuyama, Toshiyuki Yamaguchi and Tetsuo Ikari
  • 学会等名: The European Materials Research Society Spring Meeting 2011
  • 発表場所: Congress Center Nice, France
  • 年月日: 20110509-0513
• [学会発表] 連続成膜法によるGa比を変化させたCu(In,Ga)Se2薄膜のフォトリフレクタンススペクトル (2010)
  • 著者名/発表者名: 森賢之,鈴木章生,福山敦彦,山口利幸,碇哲雄
  • 学会等名: 平成22年度多元系機能材料研究会
  • 発表場所: 千葉工業大学
  • 年月日: 20101119-1120
• [学会発表] Preparation of Cu(In,Ga)Se2 thin films with Ga content of around 0.8 and their solar cell application (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Yamaguchi, Y. Asai, Y. Akaki and T.Tanaka
  • 学会等名: 17th International Conference on Ternary and Multinary Compounds
  • 発表場所: Baku, Azerbaijan
  • 年月日: 20100927-0930
• [学会発表] Cu(In,Ga)Se2薄膜のPLおよびSPV法による光学的特性評価の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森賢之,鈴木章生,福山敦彦,碇哲雄,山口利幸
  • 学会等名: 第7回次世代の太陽光発電システムシンポジウム
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 20100708-0709
• [学会発表] 連続成膜法に よる CuIn1-xGaxSe2(0?x?1)薄膜及び太陽電 池の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中伸明,金本匡祥,山口利幸,新山茂 利,今西敏人,伊崎昌伸
  • 学会等名: 平成 22 年電気関係学会関西 支部連合大会
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2010-11-14
• [学会発表] CuGaSe2薄膜へのIn-Se添加効果の検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中雄也,山口利幸,新山茂利,今西敏人,伊崎昌伸
  • 学会等名: 平成22年電気関係学会関西支部連合大会
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2010-11-14
• [学会発表] 連続成膜法により Ga 比 を変化させた Cu(In,Ga)Se2 薄膜の PR お よび PL スペクトル
  • 著者名/発表者名: 森 賢之,鈴木 章生,福山 敦彦,碇 哲 雄,山口 利幸
  • 学会等名: 平成22年度応用物理学会九州支部学術講演会 1248089KD016 20101127-1128
  • 発表場所: 九州大学