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リフトオフ法を用いた多接合型太陽電池の作製

 我々はCu(In,Ga)Se2光吸収層を他基板に転写する技術であるリフトオフ法を用いて、多接合太陽電池の作製を行っている。 多接合化の際、一般的にはシングル接合太陽電池の上にいくつもの太陽電池を重ねる。 しかし、下部太陽電池のバッファ層や透明導電膜が上部光吸収層の成長時の熱処理に耐えられないため、太陽電池性能が低下してしまう問題がある。 その問題を改善するため、ガラス基板上に作製したシングル接合太陽電池をリフトオフ法で引き剥がし、多接合化する新しい方法で高効率多接合薄膜太陽電池の開発を進めている。 これまでの研究より、セレン化物のCuInSe2系だけでなく硫化物のCuInS2系材料にもリフトオフ法が適用できることが分かっている。

多接合太陽電池の作製過程において重要なのが、上部太陽電池の裏面透明導電膜である。 使用される裏面透明導電膜には、上部太陽電池の光吸収層と良質な接触を実現し、高透過率、高導電率かつ低温で成膜可能であるといった条件が求められる。 n型無機半導体やp型有機半導体を裏面透明電極に用い、最適な成膜条件の調査を行っている。

   
図1 Lift-off法を用いた多接合型太陽電池の作製プロセス

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