日本產總研等開發可加速高效率多接合太陽電池普及化之技術

 

刊登日期:2020/11/13
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在太陽電池中III-V族化合物太陽電池的發電效率最高,且對放射線具有耐性,故被利用於人工衛星等用途。但既有成膜法的原料或基板,不僅高價且成膜速度慢,製造成本高是最大的問題。日本產業技術總合研究所(AIST)即與太陽日酸共同開發出可以製作鋁系(Al)材料高品質成膜之氫化物氣相磊晶法(HVPE)裝置,且對於頂層(Top Cell)磷化銦鎵(InGaP)的高性能化與基板成本等相關問題已有解決的對策方向。

研究團隊開發了在反應爐內部可以500℃低溫加熱鋁原料的裝置,形成石英反應爐與不易反應的氯化鋁(AlCl3),讓AlInGaP層、AlAs層的高品質成膜成為可能,實現了導入應用於太陽電池。

導入AlInGaP的磷化銦鎵太陽電池,因表面附近的電流損失受到抑制而提高了發電效率。此外,透過使用AlAs層,製作時必要的高價基板與太陽電池層能夠分離,基板將可望再利用,進而達到低成本化之目的。

此外,由於分離的電池層為薄膜,可適用於產總研持有的Smart Stack接合技術,因此與異種材料的接合能夠達到更進一步的高效率化與低成本化。

研究團隊指出,由於新開發的裝置在反應爐內部生成AlCl3,抑制了不純物質的吸收,故可得到高品質鋁系材料的成膜。而以HVPE法製造鋁系材料並利用於太陽電池,將可望促進高速、低成本之高效率太陽電池的開發。

目前研究團隊是使用2吋基板進行HVPE法的研究開發,今後將進一步展開6吋成膜之量產型HVPE裝置,期藉此將製造的III-V族化合物太陽電池與矽晶或CIGS等價格較低的太陽電池接合,進而實現發電效率35%以上、發電成本200日圓/W之太陽電池的開發。


資料來源: https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2020/pr20201015/pr20201015.html
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