다른 재료를 결합한 차세대 다기능 온라인 바카라 사이트 전지 개발

바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 회장] (이하 "AIST")Solar Power Engineering Research Center[Niki Sakae의 리서치 센터 디렉터] 고급 다중 관절 장치 팀 Sugaya Takeyoshi 연구팀, Makita Norio 최고 연구원,Renewable Energy Research Center[Owadano Yoshiro의 리서치 센터 디렉터] 온라인 바카라 사이트열 팀 Mizuno Hidenori 연구원은 다양한 유형의 온라인 바카라 사이트 전지에 직접 결합 할 수있는 스마트 스택 기술을 개발했습니다

　다중 접합 온라인 바카라 사이트 전지다양한 파장의 햇빛을 효과적으로 활용하여 매우 효율적으로 만들 수있는 배터리이지만, 높은 제조 비용에 문제가있었습니다 이번에 개발 된 기술에서, 팔라듐 (PD) 나노 입자는 다수의 온라인 바카라 사이트 전지 세포의 접합 인터페이스에 배열되며 거의 전기 또는 광학 손실없이 결합된다 긴 파장 영역을 흡수하는 저렴한 CIGS 또는 실리콘 (SI)으로 짧은 파장 영역을 흡수하는 Galium Arsenide (GAAS) 기반 고효율 화합물 온라인 바카라 사이트 전지 및 CIGS에서 GAAS 및 GainP) 온라인 바카라 사이트 세포를 결합시키는 3 차정 온라인 바카라 사이트 전지를 흡수하는 것이 242%의 전환 효율을 갖는 것이 가능하다 또한, 상이한 격자 상수로 인해, 4 가지 유형의 온라인 바카라 사이트 전지가 결정 성장 (4 개의 접합 온라인 바카라 사이트 전지)에 의해 결합 할 수없는 각각의 GAAS 기판 및 인듐 인형 인 (INP) 기질에 결합하여 304%의 전환 효율을 초래 하였다 GAAS 기판이 재사용 될 수 있기 때문에 저렴한 초고 효율 다기능 온라인 바카라 사이트 전지가 인기가있을 것으로 예상됩니다

이 기술에 대한 세부 사항은 2014 년 6 월 24 일과 25 일에 Tsukuba International Conference Center (Tsukuba City, Ibaraki Prefture)에서 개최 된 AIST Solar Power Generation Research Research Report Report Meeting에서 발표되었습니다

스마트 스택 기술 및 팔라듐 나노 입자의 전자 미세한 이미지의 개략도

다 관합 온라인 바카라 사이트 전지는 모든 파장의 햇빛을 흡수하기 위해 다른 유형의 온라인 바카라 사이트 전지 (흡수 햇빛의 파장이 다름)를 갖는 온라인 바카라 사이트 전지입니다 지금까지 주류 방법은 결정 성장 기술을 사용하여 한 번 GO (모 놀리 식)에서 여러 세포를 형성하는 것입니다 (그림 1A) 그러나,이 방법은 결정을 성장시키기 위해 세포 물질의 선택이 제한되어 있다는 문제가 있으며, 성장 기술도 어렵다 더욱기계적 스택 온라인 바카라 사이트 셀)도 있습니다 이 경우 반도체 표면은 매우 평평해야하며 (1 nm 미만) 재료로 비쌉니다Group III-V 화합물 반도체온라인 바카라 사이트 전지를 전문으로합니다 이러한 이유로, 다기능 온라인 바카라 사이트 전지는 비싸고 우주 및 온라인 바카라 사이트 광 시설로 제한됩니다 이러한 현재 상황을 고려할 때, 다양한 온라인 바카라 사이트 전지에 자유롭게 결합 될 수있는 저렴한 초고 효율 다 결합 온라인 바카라 사이트 전지에 대한 수요가 높습니다 이를 달성하면 다기능 온라인 바카라 사이트 전지의 적용 범위가 확장되며 일반적인 발전에 사용될 것으로 예상됩니다

2008 년부터 AIST는 고도로 정렬 된 구조를 갖는 박막 다기능 온라인 바카라 사이트 전지의 연구 및 개발의 일환으로 기계적 스택 온라인 바카라 사이트 전지의 개발을 수행하고 있습니다 우리는 결합 될 각 셀을 개발하는 것 외에도 팔라듐 나노 입자를 사용하여 스마트 스택 기술을 개발했으며, 이들을 사용하여 차세대 다중 공제 대체 배터리를 개발하는 작업을 수행했습니다

이 연구 및 개발은 일본 고급 에너지 및 산업 기술 연구소 (Institute for Advanced Energy and Industrial Institute)가 계약 한 "혁신적인 온라인 바카라 사이트 광 발전 기술 연구 개발 (혁신적인 온라인 바카라 사이트 전지 세포 국제 연구 센터 개발 프로젝트) (2008-2004)에 의해 지원되었습니다

그림 1b는 이번에 개발 된 스마트 스택 다중 조정 기술의 개략도를 보여줍니다 다기능 온라인 바카라 사이트 전지는 광범위한 파장의 온라인 바카라 사이트 광을 효과적으로 활용하여 고효율을 허용합니다 (> 40%) Smart Stack Technology는 프로세스 친화적 인 반도체 접합 방법으로 여러 셀이 직접 자유롭게 결합 될 수 있습니다 이 기술에서, PD 나노 입자는도 1에 도시 된 바와 같이 사용된다 2, 따라서 표면 평탄도가 열악한 CIGS 온라인 바카라 사이트 전지와 결합 할 수 있습니다 따라서, 셀 재료는 자유롭게 결합되어 고효율과 저렴한 비용에 적합합니다 PD 나노 입자는 반도체 사이의 접촉을 통해 전류 경로가 될 때 저항력이 낮으며, 나노 입자 영역이 작고 얇기 때문에 약간의 가벼운 손실이 거의 없습니다

그림 1 : 이번에 개발 된 기존의 모 놀리 식 스택 및 스마트 스택 기술

그림 2 PD 나노 입자를 사용한 스마트 스택 기술

그림 3은 자기 조립 및 결합 이종 온라인 바카라 사이트 전지에 의해 PD 나노 입자를 배열하기위한 공정 단계를 보여준다 첫 번째블록 공중 합체하단 셀위의 정션 인터페이스에서 PD 나노 입자를 소개합니다 그런 다음 결합 할 상단 셀이 있습니다Epitaxial Lift-Off (ELO) 메소드를 사용하여 기판으로부터 분리된다 가중치 접착력으로 연결됩니다상단 셀를 생성하기위한 기판 고효율 III-V 화합물 온라인 바카라 사이트 전지는 SI 및 CIGS와 같은 저비용 기판에 저렴하게 결합 될 수 있습니다

그림 3 스마트 스택 조정을위한 프로세스 단계

도 4는 GAAS 기판 및 INP 기판이 PD 나노 입자와 결합되는 예를 보여준다 PD 나노 입자는 직경이 50 nm이고 밀도는 1 × 10¹⁰조각/cm²접합 저항은 1 ωcm²아래에서, 광 흡수 손실은 2% 이하였으며, 전기 또는 광학 항에서 거의 손실없이 결합이 가능했다

이번에 개발 된이 기술을 사용하여, 상당히 상이한 격자 상수를 갖는 GAAS 기판 상에서 성장한 Group III-V 화합물 반도체 온라인 바카라 사이트 전지는 INP 기판에서 서로 접합되었다 이득 (19 eV)/GAAS (142 eV) 2 접합 셀을 GAA에 제조하였고, ingaasp (105 eV)/ingaas (075 eV) 2 접합 셀을 INP 기판 상에 제조 하였다 각각은 gainp/gaas/ingaasp/ingaas 4-junction solar cell을 제조하기 위해 스마트 한 쌓았습니다 이 온라인 바카라 사이트 전지의 전환 효율은 304%였다 (도 5) 또한, GAA 및 CIGS 온라인 바카라 사이트 전지에서 GainP/GaAS 2- 접합 셀에 결합 된 3- 접합 온라인 바카라 사이트 전지는 242%의 전환 효율을 달성 하였다 (도 6) 이 조합은 최고의 효율성입니다

또한 이번에 개발 된 기술을 사용하여 생산 된 장치에 대한 신뢰성 테스트를 수행하고 있습니다 온도 사이클링 시험 (-40 ° C ~ +85 ° C)은 200 회 후에도 악화되지 않았으며, 가속화 된 악화 시험 (150 ° C/100 시간)에서는 악화가 관찰되지 않았다 이 결과는 60 ° C에서 20 년 이상의 안정성에 해당하며 실제 온도 저항 및 장기 신뢰성이 확인되었습니다

그림 4 PD 나노 입자 및 실제 온라인 바카라 사이트 전지의 전자 미세한 이미지

그림 5 GAINP/GAAS/Ingaasp/Ingaas의 I-V 특성 스마트 스택 기술을 사용하여 생산 된 온라인 바카라 사이트 전지 전환 효율 ~ 304%, 개방 회로 전압 ~ 282 V 최적의 셀을 결합하여 40% 이상의 효율을 달성 할 수 있습니다

그림 6 Gainp/Gaas/CIGS 3 스마트 스택 기술을 사용하여 제작 된 온라인 바카라 사이트 전지 프로토 타입 변환 효율 ~ 242%, 개방 회로 전압 ~ 258 V이 온라인 바카라 사이트 전지의 조합은 가장 높은 전환 효율을 갖습니다

앞으로, 우리는 대규모 기판에 대한 ELO 기술을위한 기술을 연구하고 개발하고, 제조 III-V 화합물 반도체 상단 세포를 제조하는 저렴한 비용, GAAS 기판을 재사용하기 위해이 기술을 사용하여 대량 생산 다기능 온라인 바카라 사이트 전지를 재사용하고 40% 이상의 발전 효율을 달성하기 위해 GAAS 기판을 재사용 할 것입니다 우리는 비용 절감과 더 높은 효율성에 대한 연구를 수행하여 사본 농축 시설 및 우주 온라인 바카라 사이트 전지뿐만 아니라 일반적인 발전에도 사용할 수 있습니다

독립 행정 기관, 국립 선진 산업 과학 기술 연구소
Solar Power Engineering Research Center Advanced Multi-Junction Device Team
최고 연구원 Makita Norio 이메일 :

Solar Power Engineering Research Center Advanced Multi-Junction Device Team
Sugaya Takeyoshi 이메일 :

◆ 다중 접합 온라인 바카라 사이트 전지

​​일련의 온라인 바카라 사이트 세포 (다른 파장의 햇빛을 흡수하는 일련의 온라인 바카라 사이트 전지)로 만들어진 온라인 바카라 사이트 전지는 모든 파장의 햇빛을 흡수하여 전환 효율을 증가시킵니다 각 셀의 총 전압이 증가함에 따라 출력 전압이 증가합니다 얼마나 많은 유형의 온라인 바카라 사이트 전지가 결합되어 있는지에 따라,이를 2- 접합, 3 가지 정밀 또는 4 개의 접합 온라인 바카라 사이트 전지라고합니다 기존의 다 결합 온라인 바카라 사이트 전지에서, 주류 방법은 결정 성장을 통해 한 번에 다수의 세포를 형성하는 것이다[참조로 돌아 가기]

◆ 기계적 스택 온라인 바카라 사이트 셀

별도로 제조 된 온라인 바카라 사이트 전지를 기계적으로 결합시키는 다기능 온라인 바카라 사이트 전지 반도체 표면이 혈장에 의해 진공 상태에서 활성화 된 다음 직접 결합되는 방법이 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ III-V 화합물 반도체

GAA, Ingap, Ingaas, INP 등 그룹 III 및 V로 구성된 화합물 반도체 이들을 사용하는 온라인 바카라 사이트 전지의 전환 효율은 매우 높지만 보드 및 제조 비용은 매우 높으며 우주 및 광 발전 시설에서만 사용됩니다 GE 기판 및 GAA 및 INGAP의 격자 크기는 유사하기 때문에 IngAP (19 eV)/GAAS (142 eV)/GE (067 eV) 3- 접합 온라인 바카라 사이트 전지가 실제적으로 사용되었습니다 또한, INP 기판에서, Ingaas (075 eV) 및 Ingaasp (105 eV)는 밀접한 격자 크기이며, 이들은 또한 결합 될 수있다[참조로 돌아 가기]

◆ 블록 공중 합체

이종 중합체로 구성된 중합체는 상이한 중합체 사슬 사이에 작용하는 반발력으로 인해 위상 분리를 유발한다 이 기술에서, 블록 공중 합체가 용해되는 용매가 반도체의 표면에 적용될 때, 상이 친수성 및 소수성 부분으로 분리되고, 자체 형성 패턴이 배열된다 팔라듐 용해의 용액에 침지시킴으로써, 팔라듐은 친수성 부분에서 침전되어 나노 입자 패턴을 형성한다[참조로 돌아 가기]

◆ 바닥 셀, 상단 셀

다기능 온라인 바카라 사이트 전지의 재설정 측면에 위치한 온라인 바카라 사이트 전지를 상단 셀이라고합니다 큰 밴드 갭이있는 반도체는 짧은 파장의 빛을 흡수하고 더 긴 파장의 빛을 전달하는 데 사용됩니다 대조적으로, 바닥 셀은 기판쪽에 가장 많이 배치된다 작은 밴드 갭이있는 반도체는 상단 셀을 통해 전달되는 빛을 흡수하는 데 사용됩니다 3 접합 온라인 바카라 사이트 전지의 경우, 중간의 온라인 바카라 사이트 전지를 중간 세포라고합니다[참조로 돌아 가기]

◆ Epitaxial Lift-Off (ELO) 메소드

결정 성장이 수행되면, 화학 용액으로 에칭 될 수있는 결정 층이 미리 성장하고, 껍질을 벗기는 원하는 에피 택셜 성장 필름이 자라게됩니다 성장 후, 화학 용액으로 에칭하여 원하는 성장 필름 만 껍질을 벗긴다 원래 보드를 재사용 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]