太陽電池

太陽電池はカーボンニュートラル・脱炭酸社会の実現に向けて注目される再生可能エネルギーの一つとして、水素の利用やCCUS(Carbon dioxide Capture, Utilization and Storage)に並び、改めて注目されています。ここではシリコン太陽電池・化合物半導体太陽電池・有機薄膜太陽電池など各種太陽電池材料の結晶性、元素分布、キャリア寿命などの分析手法を提案します。

化合物半導体の太陽電池では薄膜の元素の組成比によってバンドギャップが変化するため、その評価が重要です。

半導体の不純物準位はドープする不純物の種類、濃度によって変化します。発光スペクトル測定による発光波長からその不純物準位を見極め、不純物の種類、濃度を見積もることができます。

太陽電池において電子正孔対のキャリア寿命は、太陽電池の効率に大きく影響します。発光寿命測定によりそのキャリア寿命を計測できます。

薄膜太陽電池の製造ラインでは、μC-Siの結晶化率のモニタが必要不可欠になっています。

シリコン中不純物分析は、JIS H 0615で定められ高い波長分解能のフォトルミネッセンス装置が必要です。

1um/min程度のスパッタリングレートで分析できるため、オージェ分析やXPS分析では不可能な迅速分析ができます。またマトリクス影響も小さいため、SIMS分析では難しい定量分析も可能です。検量線を用いれば、簡単に組成分析が可能です。

異方性材料を含む、多層の有機薄膜の膜厚や屈折率を評価でき、配向性の評価に用いることもできます。

太陽電池の有機薄膜は吸光度の波長依存性が高く、正確に把握する必要があり、波長毎の消衰係数を容易に得ることができます。