Research Abstract
光電変換効率26%超を実現するバックコンタクト型シリコンヘテロ接合太陽電池
Silicon heterojunction solar cell with interdigitated back contacts for a photoconversion efficiency over 26%
2017年3月20日 Nature Energy 2 : 17032 doi: 10.1038/nenergy.2017.32
シリコン太陽電池において、光電変換効率の改善は、再生可能電力の普及を進める上で極めて重要である。光電変換効率を抑制している再結合損失、抵抗損失、光学的損失を低減するためには、それらを左右するキャリアライフタイム、直列抵抗、光学特性といったデバイス特性を一挙に改善する必要がある。本研究において我々は、工業生産可能な工程を用いて、バックコンタクト構造と非晶質/結晶シリコンヘテロ接合を融合させた大面積バックコンタクト型シリコンへテロ接合太陽電池を開発した。Designated領域面積180.4cm2の光電変換効率は26%を超えており、これまでに記録された最高効率25.6%と比べて2.7%向上している。さらに、本デバイスを分析し、変換効率の決定要素であるキャリアライフタイム、量子効率、直列抵抗といった特性を評価した。最後に、損失要因を分析することで、シリコン太陽電池の理論的な限界である変換効率29.1％に近づくための道筋を示している。
Corresponding Author
Improving the photoconversion efficiency of silicon solar cells is crucial to further the deployment of renewable electricity. Essential device properties such as lifetime, series resistance and optical properties must be improved simultaneously to reduce recombination, resistive and optical losses. Here, we use industrially compatible processes to fabricate large-area silicon solar cells combining interdigitated back contacts and an amorphous silicon/crystalline silicon heterojunction. The photoconversion efficiency is over 26% with a 180.4 cm2 designated area, which is an improvement of 2.7% relative to the previous record efficiency of 25.6%. The cell was analysed to characterize lifetime, quantum efficiency, and series resistance, which are essential elements for conversion efficiency. Finally, a loss analysis pinpoints a path to approach the theoretical conversion efficiency limit of Si solar cells, 29.1%.
