World PV Watcher　世界の太陽電池メーカー

　国立研究開発法人物質・材料研究機構 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点（MANA）のMrinal Dutta博士研究員および深田直樹グループリーダーを中心とする研究グループは、特殊な材料および構造を使用することなく、表面がある種の分子で終端処理された直径5nm以下のシリコンナノ粒子を、シリコンナノワイヤ型の太陽電池表面に塗布することで、簡単に変換効率を向上させる方法を開発した。

　同研究グループは、シリコンナノ粒子の表面に、分子を結合させて終端処理を行うと、界面には欠陥が形成されず、効率よく光を吸収する材料として利用できるようになった。このシリコンナノ粒子内部で発生した光誘起キャリアの再結合エネルギーが、下地のシリコン太陽電池に伝達されることで、太陽電池のエネルギー変換効率が向上したと考えられる。今回の実験により、これまで10％程度だった変換効率を最大で12.9％まで向上させることができた。

　これまでも、化合物の半導体ナノ粒子を利用した効率向上の可能性は報告されていたが、毒性のある物質が使用されているなど問題があった。今回開発した技術は、シリコンを中心として環境にやさしい物質で実現可能で、さらにシリコンナノワイヤ型だけでなく、現在使用されている一般的なシリコン系の太陽電池にも簡単に応用可能と考えられ、シリコン系太陽電池の変換効率を向上させる有用な方法の1つとして提案できる。今後は、シリコンナノ粒子のサイズおよび表面を終端する分子種の最適化を行うことで、変換効率向上の一層の効率化を目指す。

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