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タンデム型太陽電池のエネルギー変換効率向上

タンデム型太陽電池のエネルギー変換効率向上

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開催日

  • 2022年9月14日(水) 10時30分 ～ 16時15分

プログラム

第1部. ペロブスカイト/シリコンタンデム太陽電池の開発および世界動向

(2022年9月14日 10:30〜12:00)

　ペロブスカイト/シリコンタンデム太陽電池についてご紹介します。タンデム太陽電池で高いエネルギー変換効率を得るためには、ペロブスカイトとシリコンの最適化だけではなく、デバイス全体の最適化が必要です。また発電コストを低減するためには、長寿命であることが求められています。これらについて解説を交えてご紹介します。最後に世界中の開発動向についてもレビューします。

  1. ペロブスカイト太陽電池
    1. ペロブスカイト太陽電池の基礎と開発経緯
    2. ペロブスカイト/シリコンタンデム太陽電池の開発経緯
  2. ペロブスカイト太陽電池のバリエーション
    1. フィルム型太陽電池
    2. 透明太陽電池とスパッタ成膜
    3. ミニモジュールの成膜
  3. ペロブスカイト/シリコンタンデム太陽電池
    1. エネルギー変換効率の向上に向けた開発課題
    2. 量子効率と発電ロス低減の重要性
    3. 耐久性と発電コストの低減
  4. 世界のペロブスカイト/シリコンタンデム太陽電池の開発動向
    1. タンデム太陽電池
    2. シリコン太陽電池の組み合わせ
    3. ペロブスカイトの成膜技術
    • 質疑応答

第2部. 高性能III-V族化合物太陽電池の低コスト製造技術

(2022年9月14日 13:00〜14:30)

　III-V族化合物太陽電池は高い発電効率が得られるが、製造コストの高さに伴い、その応用先は人工衛星などの宇宙用途や集光型発電設備に限られている。本講演では当該太陽電池の利用を拡大するための低コスト化技術を紹介するとともに、期待される新規市場について述べる。

  1. III-V族化合物太陽電池の特徴
    1. III-V族化合物太陽電池と他種太陽電池の比較
    2. 多接合構造形成による発電効率の向上
    3. 主な利用先と課題
  2. 低コスト結晶成長技術:ハイドライド気相成長 (HVPE) 法
    1. III-V族化合物太陽電池の結晶成長方式の比較
    2. HVPE法の概要
    3. HVPE装置の構造と結晶成長のメカニズム
    4. HVPE法の結晶成長速度
    5. HVPE法の課題
    6. HVPE法で作製した太陽電池の性能
  3. 基板低コスト化技術:エピタキシャルリフトオフ
    1. 太陽電池層の剥離および薄膜化
    2. 結晶成長用基板の再利用
    3. 多層太陽電池構造の分離
  4. 低コスト接合技術:スマートスタック
    1. スマートスタックの原理
    2. 異種材料接合の事例
    • 質疑応答

第3部. 量子ドット超格子膜を用いたタンデム型太陽電池の構造簡素化と高性能化

(2022年9月14日 14:45〜16:15)

　量子ドット超格子を用いた太陽電池は単層でも60%以上のエネルギー変換効率を実現できるとして期待されているが、エピタキシャル型量子ドットでは良好な超格子が作れず、実現には至っていない。
　本講座ではコロイド型量子ドットによって構成される超格子膜を光吸収層として使用することで、トンネル接合層を不要にした超高効率のタンデム型太陽電池について解説する。

  1. はじめに 太陽電池の将来ニーズ
  2. エピタキシャル型量子ドットによる太陽電池の問題点
  3. コロイド型量子ドットの製造法
  4. テンプレート法によるコロイド型量子ドット超格子の作製
  5. 量子ドット超格子層を光吸収層としたタンデム型太陽電池の作製
    1. 中間バンドの構造制御
    2. 電子・正孔の移動
  6. 作製、評価事例
    1. 電極間電圧、生成電流の向上
    2. コストダウン効果
  7. おわりに 今後の課題
    • 質疑応答
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講師

  • 五反田 武志 氏
    東芝エネルギーシステムズ株式会社 グリッド・アグリゲーション事業部 次世代太陽電池開発部
    参事
  • 庄司 靖 氏
    産業技術総合研究所
    研究員
  • 向井 剛輝 氏
    横浜国立大学 大学院工学研究院 システム統合工学専攻
    教授
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主催

株式会社 技術情報協会
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  • 文部科学省、経済産業省が設置した独立行政法人に勤務する研究者。理化学研究所、産業技術総合研究所など
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