Crystalline Si/perobskite triple junction solar cells by mist deposition

通过雾沉积制备晶体硅/钙钛矿三结太阳能电池

• 批准号: 20K05318
• 负责人: 白井 肇
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K05318/
• 关键词: シリコン太陽電池; ペロブスカイト太陽電池; タンデム構造素子; 開放電圧; 中間電極; 金属酸化膜; 多接合太陽電池; 結晶Si; ペロブスカイト; モノリシック多接合素子; 表面処理; 3接合素子; モノリシック接合; ペロブスカイト薄膜太陽電池; モノリシック型多接合太陽電池; ミスト成膜法; ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ

塗布型結晶Si/導電性高分子PEDOT:PSS太陽電池を下部素子、FACsPbI3ペロブスカイト素子を上部素子とした２接合太陽電池の中間電極の探索とFACsPbI3短接合素子の高効率化に取り組んできた。前者の中間電極部材の探索では、導電性高分子PEDOT:PSS上に溶液法によるペロブスカイト素子の電子輸送層としてPEDOT:PSS上にMoO3/極薄Au/InZnOの３層積層構造を形成後スパッタ法により極薄SnO2とSnCl2・2H2Oからの溶液法を併用する2段階製膜を行うことで再現性に富んだn-Si/FACsPbi3モノリシック2接合素子の作製に成功した。具体的には平坦化Si上に半透明FA0.9Cs0.1PbI3素子構造で性能（12.9％）および開放電圧の増大（1.49Ｖ）を実現した。溶液プロセスを主体としたn-Si/ペロブスカイトモノリシック素子のプロセスを開発した。更にFACsPbI3を基軸にI/Br比の調整によるバンドギャップ制御、単一素子性能の向上のための電子輸送層、表面終端化について検討した。具体的にはI/Br比の調整により1.55-1.75eVまでのバンドギャップ制御に成功した。しかしX線回折ではPbI2の回折ピークが残留し、FACsPbIBr単層の形成には至らなかった。しかしFACsPbIBr単一素子で12.7％の性能を得た。そこでFACsPbI3/FACsPbIBr接合素子の形成を先のMoO3/Au/IZO構造を利用してペロブスカイトタンデム素子の作製を試みた。現状で開放電圧は1.5Ｖまで増大したが効率は3-4％であった。今後ペロブスカイト素子の多接合化のためのペロブスカイト上の正孔輸送層として用いたPTAA上のMoO3/Au/IZO中間電極界面の分析、上部素子および下部Si素子裏面の終端化・テクスチャー構造併用することでより一層の高効率化が期待される。

我们一直在寻找一种用于双结太阳能电池的中间电极，该电池以涂覆的晶体硅/导电聚合物PEDOT:PSS太阳能电池为下元件，FACsPbI3钙钛矿元件为上元件，并一直致力于提高效率FACsPbI3 短连接元件。在寻找前一种中间电极材料的过程中，我们采用溶液法在导电聚合物PEDOT:PSS上制备了MoO3/超薄Au/InZnO在PEDOT:PSS上的三层堆叠结构作为钙钛矿器件的电子传输层。我们通过使用后形成溅射方法结合超薄 SnO2 和 SnCl2·2H2O 溶液法进行两步成膜，成功制造了具有高再现性的单片 n-Si/FACsPbi3 双结器件。具体来说，我们利用平面化 Si 上的半透明 FA0.9Cs0.1PbI3 元件结构实现了性能 (1​​2.9%) 并提高了开路电压 (1.49V)。我们开发了一种基于解决方案的 n-Si/钙钛矿单片器件工艺。此外，基于FACsPbI3，我们研究了通过调整I/Br比、电子传输层以提高单个器件性能和表面终止来控制带隙。具体来说，我们通过调整I/Br比成功地将带隙控制在1.55-1.75eV。然而，在X射线衍射中，PbI2的衍射峰仍然存在，并且没有实现FACsPbIBr单层的形成。然而，使用单一 FACsPbIBr 元件获得了 12.7% 的性能。因此，我们尝试使用前面描述的MoO3/Au/IZO结构来制造钙钛矿串联器件，以形成FACsPbI3/FACsPbIBr结器件。目前，开路电压已提高至1.5V，但效率为3-4%。未来，分析PTAA上的MoO3/Au/IZO中间电极界面，用作钙钛矿上的空穴传输层，用于钙钛矿器件的多结，结合使用上下Si背面的端接和织构结构预计将实现更高的效率。

项目成果

Resolution capability of resist patterns and throughput using alkaline treatment under ultrasonic irradiation

超声波照射下使用碱处理的抗蚀剂图案的分辨率和产量

• DOI: 10.35848/1347-4065/ac3ef6
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 1.5
• 作者: Onishi Hideto;Miyake Mikio;Shirai Hajime
• 通讯作者: Shirai Hajime

Mist-CVD法によるTi(acac2)OiPr2ミスト挙動

Mist-CVD 方法的 Ti(acac2)OiPr2 雾行为

• 发表时间: 2022
• 作者: 横山工純;Abdul Kuddus; 白井肇
• 通讯作者: 白井肇

分光エリプソメトリーによるミストCVD法で作製したCu2O膜の評価

使用光谱椭圆光度法评价雾气 CVD 法制备的 Cu2O 薄膜

• 发表时间: 2022
• 作者: 佐藤亮汰;白井肇
• 通讯作者: 白井肇

Mist chemical vapor deposition of crystalline MoS2 atomic layer films using sequential mist supply mode and its application in field-effect transistors

顺序供雾模式雾化化学气相沉积结晶MoS2原子层薄膜及其在场效应晶体管中的应用

• DOI: 10.1088/1361-6528/ac30f4
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 3.5
• 作者: Kuddus Abdul;Rajib Arifuzzaman;Yokoyama Kojun;Shida Tomohiro;Ueno Keiji;Shirai Hajime
• 通讯作者: Shirai Hajime

PEDOT:PSS/n-Si接合を下部素子としたF0.9Cs01PbI3ペロブスカイト系モノリシック2接合太陽電池の作製

以PEDOT:PSS/n-Si结为下层元件的F0.9Cs01PbI3钙钛矿单片双结太阳能电池的制备

• 发表时间: 2023
• 作者: 鵜飼隆一;石川良;白井肇
• 通讯作者: 白井肇