フレキシブルＳｉナノ構造太陽電池の開発

柔性硅纳米结构太阳能电池的开发

基本信息

批准号：
15F15358
负责人：
深田直樹
金额：
$ 1.47万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-11-09 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、1次元構造を有するSiナノワイヤを主体としたナノ構造太陽電池セルに関して変換効率の向上に重要な短絡電流、開放電圧、および構造因子について詳細に調べ、変換効率を向上させるためのセル構造の最適化を行なった。I-V曲線を解析することでナノ構造太陽電池セルにおけるシリーズ抵抗及びシャント抵抗の原因を明らかにした。光誘起電流をより効率的に取り込むために、従来の櫛形電極ではなく、ハニカム構造を有する微細なマイクログリッドを利用した新たな電極を開発した。以上の技術を利用して、Siナノワイヤ構造上にPEDOT:PSSポリマーを塗布し、異種ヘテロ接合によるpn接合を形成した。セル特性評価を行った結果、短絡電流34.07 mA/cm2、開放電圧0.54 V、曲線因子56.5％、変換効率10.4 ％を得た。更に、0次元のSiナノ結晶（直径は3-4 nm）を利用した新たな太陽電池セルの形成も行った。Siナノ結晶を利用すると、Siナノ結晶からのエネルギー移動を利用でき、太陽電池の変換効率を増大させることができる。そこで、Siナノワイヤ上にSiナノ結晶を塗布し、引き続きPEDOT:PSSポリマーを塗布したセルを作製した。Siナノ結晶からのエネルギー移動の効果により、最大変換効率13.7%を得た。上述のSiナノ構造/ PEDOT:PSSポリマー太陽電池に加えて、遷移金属酸化物であるMoOxを利用した新しい太陽電池セルを作製し、セル評価まで行った。その結果、短絡電流34.49 mA/cm2、開放電圧0.51 V、曲線因子70.0％、変換効率12.4 ％と高い性能を得た。

今年，我们详细研究了短路电流，开放电压和结构因子，这些因素对于提高主要由具有一维结构的SI纳米线制成的纳米结构太阳能电池的转化效率很重要，并优化了细胞结构以提高转化效率。通过分析I-V曲线来阐明纳米结构太阳能电池中串联电阻和分流电阻的原因。为了更有效地捕获光诱导的电流，我们开发了一种新的电极，该电极使用具有蜂窝结构的精细微电网，而不是常规的梳状电极。使用上述技术，将PEDOT：PSS聚合物应用于Si纳米线结构上，以使用异源异源性异源形成PN连接。由于细胞表征评估，获得了34.07 mA/cm2的短路电流，开路电压为0.54 V，曲线因子为56.5％，转化效率为10.4％。此外，使用0维Si纳米晶体（直径为3-4 nm）形成新的太阳能电池。使用Si纳米晶体可以从Si纳米晶体中的能量转移，从而提高太阳能电池的转化效率。因此，将Si纳米晶体应用于Si纳米线上，然后通过涂抹PEDOT：PSS聚合物制备细胞。 Si纳米晶体的能量转移的影响最大转化效率为13.7％。除了上述SI纳米结构/PEDOT：PSS聚合物太阳能电池外，还使用MOOX制造新的太阳能电池，过渡金属氧化物和细胞评估。结果，短路电流为34.49 mA/cm2，开路电压为0.51 V，曲线系数为70.0％，转换效率为12.4％。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Efficiency enhancement of silicon nanowire solar cells by using UV/Ozone treatments and micro-grid electrodes

DOI：
10.1016/j.apsusc.2018.01.131
发表时间：
2018-05
期刊：
Applied Surface Science
影响因子：
6.7
作者：
Junyi Chen;T. Subramani;Yong-Lie Sun;W. Jevasuwan;N. Fukata
通讯作者：
Junyi Chen;T. Subramani;Yong-Lie Sun;W. Jevasuwan;N. Fukata

High-efficiency silicon hybrid solar cells employing nanocrystalline Si quantum dots and Si nanotips foe energy management

采用纳米晶硅量子点和硅纳米尖的高效硅混合太阳能电池，用于能源管理

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Subramani Thiyagu;Junyi Chen;Wipakorn Jevasuwan;and Naoki Fukata
通讯作者：
and Naoki Fukata

Diffused back surface field formation in combination with two-step H2 annealing for improvement of silicon nanowire-based solar cell efficiency

DOI：
10.7567/jjap.56.04cp01
发表时间：
2017-01
期刊：
Japanese Journal of Applied Physics
影响因子：
1.5
作者：
W. Jevasuwan;K. Pradel;T. Subramani;Junyi Chen;T. Takei;K. Nakajima;Y. Sugimoto;N. Fukata
通讯作者：
W. Jevasuwan;K. Pradel;T. Subramani;Junyi Chen;T. Takei;K. Nakajima;Y. Sugimoto;N. Fukata

Si/Geコアシェルナノワイヤ中のドーピング制御

Si/Ge核壳纳米线的掺杂控制

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
西部康太郎;Wipakorn Jevasuwan;Thiyagu Subramani;武井俊朗;深田直樹
通讯作者：
深田直樹

Pencil-shaped silicon nanowire synthesis and photovoltaic application

DOI：
10.7567/jjap.56.085201
发表时间：
2017-07
期刊：
Japanese Journal of Applied Physics
影响因子：
1.5
作者：
W. Jevasuwan;Junyi Chen;T. Subramani;K. Pradel;T. Takei;K. Dai;Kei Shinotsuka;Yoshihisa Hatta;N. Fukata
通讯作者：
W. Jevasuwan;Junyi Chen;T. Subramani;K. Pradel;T. Takei;K. Dai;Kei Shinotsuka;Yoshihisa Hatta;N. Fukata