高効率太陽電池、結晶シリコン、Ⅲ-Ⅴ族化合物多接合、エネルギー

次世代のクリーンなエネルギーを担う　高効率太陽電池の研究開発

研究背景

太陽電池を用いた太陽光発電は、2100年までには世界のエネルギーの７割を占めると予想され、エネルギー?環境問題を解決するためのクリーンな新エネルギー源として益々重要となっている。半導体研究室では、新エネルギー源の実現をめざした結晶シリコン太陽電池、集光型高効率太陽電池や太陽電池用新素材に関する基礎的研究、デバイス物理に基づく光?電子機能デバイスの創製等に関する研究を行なっている。

高効率シリコン太陽電池の試作ライン

本学が有するクリーンルーム内に、ヘテロ接合結晶シリコン太陽電池などの次世代太陽電池を研究開発するための試作ラインが構築されている。本試作ラインは外部機関も使用でき、多くの企業や大学と次世代太陽電池用の新規プロセス?材料に関する研究を進めている。

低コストと高効率を両立させたペロブスカイト/シリコンタンデム型太陽電池の研究

現在研究を進めているシリコン太陽電池の変換効率は、理論限界とされる29％程度に近づきつつある。そこで、３０％を超える高い変換効率と低コストを両立した太陽電池として、ペロブスカイト/シリコンタンデム型太陽電池の研究を進めている。特に、本構造において下層太陽電池として使用する結晶シリコン太陽電池に関して、タンデム型太陽電池に適した長波長感度が高く、かつ高い電圧が得られる構造?材料の探索を進めている。加えて、ペロブスカイト太陽電池とシリコン太陽電池を電気的?光学的に接続する中間層に関して、低い電気伝導度、高い長波長透過度、最適なバンド構造を有した材料の探索を進めている。

超高効率化合物半導体を用いたタンデム型太陽電池の研究

異なる禁制帯幅を有するIII―V族化合物半導体を積層した多接合タンデム型太陽電池は、Siなど一つの材料では実現できない高い光電変換効率が期待できる。現在、変換効率５０％以上が期待できる４接合タンデム型太陽電池の材料の候補であるInGaAsN材料の高品質化を目指し、成長方法、成長させた材料の物性?欠陥評価を進めている。

次世代高性能半導体デバイスに関する研究

次世代半導体デバイスの配線に用いる新規材料やその堆積技術などに関する研究を進めている。

産学連携について

• 本学の産学連携制度