Cu₂ZnSn(S,Se)₄薄膜太陽電池

太陽光発電システムの更なる普及のためには、低コストで高効率な太陽電池セルの開発が必要です。 Cu₂ZnSn(S,Se)₄薄膜太陽電池は、下記の�@〜�Cの特徴を持つことから注目が集められています。

�@薄膜化による省資源化が可能

�A安価な使用材料

�B資源豊富な材料のため安定供給が可能

�C理論変換効率が30%以上

　2014年度は「NEDO太陽光発電システム次世代高性能技術の開発CIS系薄膜太陽電池開発」において 「伝導帯位置を最適化したCu₂ZnSnS₄太陽電池の研究開発」というテーマで研究を行ってきました。 具体的には、他研究機関で作製されたCu₂ZnSn(S,Se)₄光吸収層を用いて、 太陽電池プロセスの改善とCu₂ZnSn(S,Se)₄とバンド接合の整合性が高いバッファ層の開発を行ってきました。 本研究で作製した太陽電池セルの構造図を図1に示します。太陽電池セルは、受光面側から、 取り出し電極 / 反射防止膜 / 透明導電膜 / バッファ層 / 光吸収層 / 裏面電極 / ソーダライムガラス といった構造になっています。

　　　 図1　Cu₂ZnSn(S,Se)₄薄膜太陽電池の構造

本研究室で得られた最高変換効率の太陽電池セルの電流密度-電圧特性を図2に示します。

　　　 図2　Cu₂ZnSn(S,Se)₄薄膜太陽電池の電流密度-電圧特性

2015年度からは、Cu₂ZnSn(S,Se)₄光吸収層自体の研究にも注力し、太陽電池セルの更なる高効率化を行っていきます。

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