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研究内容
- Keywords
薄膜Si、太陽電池、プラズマプロセシング
出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。
論文
- Yulu He, Chisato Niikura, Porponth Sichanugrist, Takeaki Sakurai, Makoto Konagai, Ashraful Islam. Antireflection effect of high haze FTO for improving short circuit current density of perovskite solar cells. Materials Science in Semiconductor Processing. 164 (2023) 107605 10.1016/j.mssp.2023.107605
- Lingying Li, Wanli Li, Xuying Liu, Mizuki Tenjimbayashi, Hiroyo Segawa, Chisato Niikura, Tomonobu Nakayama, Takeo Minari. Microflow Manipulation by Velocity Field Gradient: Spontaneous Patterning of Silver Nanowires for Tailored Flexible Transparent Conductors. Advanced Materials Technologies. 7 [8] (2022) 2101687 10.1002/admt.202270046
- Chisato Niikura, Yuta Shiratori, Shinsuke Miyajima. Si surface passivation by using triode-type plasma-enhanced chemical vapor deposition with thermally energized film-precursors. The European Physical Journal Applied Physics. 89 [1] (2020) 10101 10.1051/epjap/2020190299
書籍
- 新倉 ちさと. 薄膜太陽電池用3D微細構造パターン基板. ナノインプリント技術ハンドブック 応用物理学会・ナノインプリント技術研究会 編. オーム社, 2019, 6.
- 新倉 ちさと. 太陽電池材料. 環境・エネルギー材料ハンドブック. , 2011, 99-110.
- 新倉 ちさと. 高周波シランガスプラズマを用いた高品質微結晶シリコン薄膜の高速作製. 薄膜太陽電池の開発最前線(高効率化・量産化・普及促進に向けて)(NTS(株)). , 2005, 68-77.
会議録
- Kazuo Morigaki, Chisato Niikura, Chisato Ogihara, Kosei Takeda. Long-Term Metastability of Light-Induced Defects in Hydrogenated Amorphous Silicon — Further Investigations. Proceedings of the School of Science of Tokai University. 59 (2024) 10.18995/24352640.59.1 10.18995/24352640.59.1
- NIIKURA, Chisato, Naho Itagaki, Akihisa Matsuda. Guiding Principles for Preparing High Quality Microcrystalline Silicon at High Growth Rates. Transactions of the Materials Research Society of Japan. (2006) 503-506
口頭発表
- LI, Lingying, 李 万里, TENJIMBAYASHI, Mizuki, 金原 正幸, SEGAWA, Hiroyo, NIIKURA, Chisato, NAKAYAMA, Tomonobu, MINARI, Takeo. A Liquid-Solid Nonequilibrium Heterointerface for Programmable Patterning of 1D-Nanowire-Based Soft Electronics. 第70回応用物理学会春季学術講演会. 2023
- 三成 剛生, 新倉 ちさと. 電磁波の時空間変調デバイスの開発. 時空間光工学研究会. 2021 招待講演
- 新倉 ちさと. 薄型Siヘテロ接合太陽電池のための高性能パシベーション技術の検討. 学振175委員会WinPVJ分科会研究会. 2019 招待講演
その他の文献
- 新倉 ちさと. ワイヤー型シリコン薄膜太陽電池. 革新的エネルギー研究開発拠点形成事業 H24研究成果報告書. (2014) D-1-33-D-1-42
- 新倉 ちさと. 談話室 海外研究体験記 エコールポリテクニック(フランス)留学体験記. 表面物理. (2013) 156-157
- 森垣和夫, 新倉 ちさと, 疋田春水. 微結晶シリコンにおける欠陥状態. 固体物理. 44 [4] (2009) 211-225
所属学会
応用物理学会, 日本太陽光発電学会
高分子・バイオ材料研究センター
多接合太陽電池のための機能性新材料の開発
太陽電池,薄膜,CVD,シリコン,光マネジメント,プリンテッドエレクトロニクス
概要
カーボンニュートラルの実現に向けた再生可能エネルギー主力電源化のために、現状のシリコン(Si)単接合太陽電池を超える超高効率太陽電池が求められている。 その候補である “Si太陽電池(ボトムセル)をワイドギャップ材料の太陽電池(トップセル)と組み合わせて広い波長域の光を利用する多接合太陽電池”の実現のための材料研究を幅広く行っている。例えば、トップセル候補として有望なペロブスカイト太陽電池について、有害な鉛(Pb)の代替として錫(Sn)を使用した太陽電池の高効率化に有効な光閉じ込めの検討等を行っている。長期信頼性に優れた環境にやさしいトップセル用新材料の検討等も行い、高効率多接合太陽電池の実現を目指している。
新規性・独創性
● プリンテッドエレクトロニクス技術を活用した高ヘイズ・スムースTCO基板によるPbフリーペロブスカイト太陽電池の光閉じ込め
● プリンテッドエレクトロニクス技術を活用したTCO基板を用いた軽量・フレキシブル太陽電池
● CVD法によるシリコン低温エピタキシャル成長技術を応用したワイドギャップ新材料開発
内容
Siボトムセルにエネルギーバンドギャップ(Eg)がワイドな材料のトップセルを組み合わせる、Siベース多接合太陽電池の概要を図に示す。トップセル候補として期待されるペロブスカイト太陽電池(PSC)は、Pbによる環境負荷、屋外長期耐久性等の問題がある。研究が進められているPbフリーPSCは、キャリア拡散長が短く光吸収層を厚くできないため、光を十分に吸収できず、エネルギー変換効率が低い。このPbフリーPSCの高効率化のための光閉じ込め技術の開発を行っている。
スタンダードな膜厚のPbを用いたPSCを、光散乱効果の高い(高ヘイズ)表面テクスチャー付の透明導電膜(TCO)基板上に作製したところ、短絡電流密度が向上する結果が得られ、反射率測定から、基板テクスチャーによる入射光の反射防止に起因することが示された。今後は、まず、単接合の薄いPbフリーPSCに対して、入射光の反射防止、光吸収層内における光路長の増大、裏面からの反射光の閉じ込め等の光マネジメントを適用し、光吸収量・短絡電流密度の増大による効率向上を目指す。高ヘイズでありながらラフネスが小さく表面上に高品質膜形成が可能なTCO基板の開発を、プリンテッドエレクトロニクス技術等を活用して行い、Sn等を使用するPbフリーPSCへの適用を進める。
さらに、リスクヘッジとして、長期信頼性・環境負荷等の課題を有するペロブスカイトに替わるトップセル用ワイドギャップ新材料の検討・開発も、触媒化学気相成長(Cat-CVD)法やフローティングゾーン法等の幅広い手法を用いて行っている。
まとめ
● 光マネジメント技術により、Sn等を用いるPbフリーペロブスカイト太陽電池の効率向上が期待できる
● プリンテッドエレクトロニクス技術の活用による軽量・フレキシブル太陽電池用TCO基板の開発が期待できる
● Siベース多接合太陽電池のトップセル用ワイドギャップ新材料の検討・開発をリスクヘッジとして行っている