| 研究課題/領域番号 |
25289360
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| 研究機関 | 宮崎大学 |
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研究代表者 |
西岡 賢祐 宮崎大学, 工学部, 准教授 (00377441)
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| 研究分担者 |
福山 敦彦 宮崎大学, 工学部, 准教授 (10264368)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 多接合太陽電池 / 高倍率集光動作 / 光照射Hall測定 / 最適設計シミュレーション / キャリア拡散 |
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| 研究実績の概要 |
集光技術は、太陽電池の変換効率向上に加えて材料使用量の飛躍的削減が可能で、太陽電池の更なる省資源化・低コスト化が期待されている。本研究では、疑似太陽光あるいは単色光を多接合太陽電池材料に照射しながらHall測定を実施し、高倍率集光動作時に太陽電池特性の劣化を引き起こす支配的なキャリア散乱機構を明らかにする。この結果得られる知見を太陽電池作製プロセスへフィードバックさせて多接合太陽電池構造の最適化設計を行い、現行の三接合構造太陽電池の更なる変換効率向上を行う事が本研究の要旨である。
昨年度に設計した光ファイバーを発注し、納品された。標準試料としてドーパント量が分かっているn-type Siを用いて疑似太陽光照射前後のHall測定を実施した。その結果、Hall係数に変化が観測されたが、発生した電子とホールの過剰キャリア数が等しいとして予測したモデルでは得られた結果を説明出来なかった。この原因として、(i)オーミック電極にも疑似太陽光が照射されていること、(ii)試料に照射された疑似太陽光が規定通り1sunになっているかの確認が不十分なこと、(iii)Siのバンドギャップエネルギー前後での過剰キャリア発生量を考慮したモデル化が不十分なこと、が考えられる。(i)については試料全面にマスクを用意することで対処できるが（ii)についてはHall測定装置電磁石部分の小さな導光用貫通孔に光ファイバーを挿入できるよう設計したため、照射光スペクトルがずれてしまったためと思われる。そのため、実際に照射されるスペクトルの測定が必要である。また、(iii)については、キャリア発生量算出にSiの光吸収スペクトルが必須であるが、実際の試料の表面状態やキャリア密度にも左右されるため、実試料での実測が不可欠である。明らかとなった課題ii、iiiについては次年度早々に必要な測定を行う予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
疑似太陽光照射によってHall係数が変化することは確認できた。その物理現象を説明するためのモデル構築においていくつか問題点が出てきたが、いずれも追加測定によってクリアできるものと考えている。よって達成度はおおむね順調と判断する。
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| 今後の研究の推進方策 |
疑似太陽光照射によるHall係数変化を説明するためのモデル構築を引き続き行う。試料内部に発生した過剰キャリア発生量を明確にするために、特注ファイバー経由後の照射光スペクトル測定と実際に用いた試料の光吸収スペクトル測定を早急に行う。その後、照射光量を変化させる等の実験から、支配的なキャリア散乱機構の同定を行う。
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