帝人がL-BSF型太陽電池の製造向けに、「NanoGramシリコンペースト」と加工技術を開発

「帝人」社が2014年9月29日に、

• セル裏面の特殊加工で変換効率を高める「L-BSF（Local-Buck Surface Field）」型の太陽電池向けに、材料「NanoGramシリコンペースト」と、それを用いる加工技術を開発した。

と発表していました[1]。

概要は下記の通り。

背景

• 従来のシリコン結晶系太陽電池の裏面電極を改良することで、高い変換効率が得られるL-BSF型太陽電池の開発が、近年活発化している。
  このL-BSF型セルでは、裏面に「絶縁層」があり、裏面電極とその真下には「不純物拡散層」が配置される。
  この構造により、発電電力を効率良く集めることができる。
• 帝人では「NanoGramシリコンナノ粒子」が、L-BSF型セルの不純物拡散層形成に有効であることを発見。
  ・「NanoGramシリコンペースト」の開発、改良
  ・それを用いる加工技術の開発
  に取り組んできた。

開発材料・技術

• NanoGramシリコンペースト：
  不純物拡散層の形成に必要な不純物（ホウ素、リン等）を内包する、シリコンナノ粒子（直径20nm程度）をペースト加工したもの。
  これをシリコンウエハに印刷し加熱することで、不純物拡散層が形成できる。
• 加工技術：
  ・スクリーン印刷技術：ペーストを、不純物拡散層を形成したい箇所に印刷できる。
  ・レーザー加工技術：印刷したペーストを、高温でシリコンウエハ内に拡散させる。

効果

• 変換効率の向上：
  今回の材料・技術により、L-BSF型太陽電池の変換効率が0.5％向上することを確認した。
  また独「フラウンホーファーISE」と共同開発した太陽電池（6-inch）でも、変換効率向上に寄与することを実証した。

私は正直、L-BSF型のことは今回初めて知りましたが、既存の結晶シリコン型セルに一手間加える方式であることから、実用化にかなり近い技術という印象を受けます。

一般的なセルに更に加工の手間が加わることから、その労力・コストの増加分を上回るメリット（変換効率の向上）の実現が肝になると思いますが、成熟した技術である印刷技術を応用するのであれば、追加コストのほうを低く抑えられる可能性は高く、また加工精度の確保という点でもメリットは大きいと推測します。

メーカーにおける量産品への適用には、まだ時間がかかりそうですが、NEDOの新指針の目標達成に寄与する技術となることを、期待したいところです。

※参照・参考資料：

[1]高効率太陽電池用「NanoGramシリコンペースト」の開発について（帝人）

http://www.teijin.co.jp/news/2014/jbd140929_22.html

※関連記事：

• 米「NanoGram」社が、印刷ナノSi材料を用いたTFTを開発、薄膜太陽電池向けなどを想定（2009/07/29）
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