깨끗한 황화 주석 태양 전지의 실현에 전진 세계 최초의 신소재를 개발

깨끗한 황화 주석 태양 전지의 실현에 전진 세계 최초의 신소재를 개발

 

 

　토호쿠 대학 등의 연구 그룹은 2021 년 3 월 pn 호모 접합의 황화 주석 태양 전지를 제작하고, 360mV의 높은 개방 전압의 분리에 성공했다고 발표했다. pn 호모 접합의 황화 주석 태양 전지의 실현은 세계 최초의 성과라고한다.

　황화 주석 희귀 금속 및 유해 원소를 전혀 포함하지 않고, 지구상에 풍부하게 존재하는 안전한 원소만으로 구성된다. 따라서 깨끗한 차세대 태양 전지의 재료로 주목 받고있다.

　황화 주석 태양 전지는 지금까지 p 형의 황화 주석과 n 형의 이종 재료를 조합 한 pn 이종 접합 유형의 프로토 타입 개량이 진행되어왔다. 그러나 발전 효율이 낮은 과제가되고 있었다. 같은 황화 주석에서 전도 특성이 다른 p 형과 n 형을 조합 한 pn 호모 접합을 이용하면 발전 효율의 향상을 기대할 수 있지만 그 제작은 어렵고, 지금까지 pn 호모 접합 태양 전지의 성공 사례는 없었다고한다.

　연구 그룹은 2020 년 8 월에 n 형 황화 주석 단결정의 대형화에 성공. 따라서 10mm 이상의 n 형 단결정을 입수하는 것이 용이 해졌다. 이번이 n 형 황화 주석 단결정 위에 p 형 황화 주석을 스퍼터링 법에 의해 증착하여 pn 호모 접합 태양 전지를 제작. 성막 조건에 개량을 더해 않은 시제품에서 360mV 높은 개방 전압의 분리에 성공했다.

 

프로토 타입의 변환 효율은 1.4 %와 기보의 pn 이종 접합 태양 전지에는 미치지 못했지만, 대형의 n 형 단결정을 이용하여 다양한 조건에서 다수의 p 형 층의 증착이 가능하며, pn 호모 접합의 최적화가 가속 할 수 있기 때문에 향후 높은 변환 효율의 실현이 기대된다고하고있다.