2018 Fiscal Year Annual Research Report
Innovative paste-type solar cell
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16K13720
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
加藤 喜峰 九州大学, 工学研究院, 准教授 (60380573)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 太陽電池 / シリコン微結晶 / ペースト / 遊星ボールミル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
革新的塗布型新太陽電池を製作するための基礎プロセスの検討を行ってきた。安価に製作できるSiナノ結晶粒子ペーストの作製し、塗布することで次世代の太陽電池を製造する
ための基礎プロセスの構築を行った。高純度Si原料を遊星ボールミリングによりナノサイズ化しペースト状にした後、安価な金属やカーボン基板などにp型、n型Siペーストをそれぞれ塗布することにより、太陽電池に必要なpn接合を製作した。ミリング中のＳｉ酸化を防ぐために還元性溶媒中と不活性ガス中でミリングを行い、購入したFTIR装置で酸化を抑えられることを確認した。
脱酸素・脱水分カラムを通して酸素・水分を除去した高純度Arガスをグローブボックス中に導入し、酸素濃度は25ppm以下に、露点は－36℃以下に抑えた雰囲気においてサンプルを作製した。このガスを電気炉内のガラス管にも導入し、熱処理中の雰囲気が上記と同様になるように電気炉を改良した。またIR加熱炉では急速熱処理を1100-1300℃で数秒間行うことが出来るように改良し成膜最適条件を確認した。さらに、ミリングポットはpとn型半導体のペースト製作を分けて行うことが出来るよう別途購入した。
Fe基板などは膨張係数が大きいため、カーボン基板上にアルミをスパッタコーティングしたものにSiペーストを塗って、pn接合の製作を試みた。実用化に向けて安価なカーボン基板を用いる事が出来ることが確認できた。カーボン基板においてもプレス機で膜を基板に密着させてからアニーリングし、膜の密着度が上げた結果、剥がれが少なくなることが分かった。
さらに、長時間低温アニール法で結晶性を回復させ、良好な電気特性を得られることに成功した。Al基板上にpn接合を製作し、Ar中で400-550℃の低温で３-４８時間の熱処理を行った。整流比3000を超える値が得られ、今後のデバイス特性向上の指針が得られた。
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Research Products
(4 results)
