タンデム型太陽電池のトップセルとして有望な光吸収層を開発

光カソード

水を水素と酸素に分解する光電気化学セルにおいて、光を当てると水素を発生する方の光電極のこと。

CuGaSe2薄膜

銅（Cu）とガリウム（Ga）、セレン（Se）からなる黄銅鉱型（CIS型）化合物の薄膜で、1.7 eVの禁制帯幅を有する。

エアマス 1.5

太陽光が地上に届くまでに通過する大気の量をエアマスと呼ぶ。宇宙空間ではエアマス0となる。エアマス1は、太陽光が地上に垂直入射した場合のスペクトルとなる。エアマス1.5は太陽電池の評価に標準で用いられ、エアマス1よりも通過大気量は1.5倍多く、光の散乱や吸収量はその分増加する。垂直からの傾き48.2度の太陽光照射に相当し、エネルギーは1000 W m-2となる。

裏面電界効果

光吸収層の伝導帯下端に傾斜をつけて電子を表面側に移動、外部回路に取り出しやすくする効果。従来の禁制帯幅1.1 eV程度のCIS型太陽電池では、光吸収層のIII族元素を、インジウム（In）に対してガリウム（Ga）の組成比を裏面側で高くすることにより伝導帯最下部を上昇させ、傾斜を形成する手法が用いられている。

アルカリ金属化合物

CIS型太陽電池では、アルカリ金属を添加することで性能が向上する「アルカリ金属効果」が知られている。アルカリ金属単体は取り扱いが難しいため、通常はフッ化ナトリウム（NaF）やフッ化カリウム（KF）などの化合物が用いられる。本研究では、フッ化ルビジウム（RbF）を用いている。

プレスリリースURL

https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2024/pr20241113/pr20241113.html

関連URL：https://kyodonewsprwire.jp/release/202411089601

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