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2015-17

高経年太陽光セルの微細構造解析


技術のポイント

・高経年太陽光セルの電子顕微鏡観察する技術の確立
・エレクトロルミネッセンス像と微細構造との関連を解明

基礎研究


背景
近年、太陽光発電システムは広く普及している。しかしながら、その一部に不具合が発生していることが報告されている。不具合原因箇所を特定し、その微細構造を明らかにすることは、太陽光発電システムの長期にわたる効率的な運用指針に貢献できると考える。

目的
高経年太陽発電セルの微細構造解析技術の確立と、エレクトロルミネッセンス(EL)像から判断できる欠陥部位の微細構造を把握する。

成果
(1) 30年経過したシリコン(Si)系太陽電池モジュールから特定部位を抽出し、アルゴンミリングによる平坦化処理からSEM断面観察試料作製とSEM観察を実施する条件を確立した。
(2) EL像から太陽発電セルの欠陥部位を特定し、欠陥部位と微細構造の関連を明らかにした。



経年劣化したSi系太陽電池セルの (a) EL像、(b) 光学顕微鏡像 矢印はフィンガー電極の破断を示す
(c) 断面SEM像とEDS元素マッピング結果 (d)〜(h) Siにクラックが入り、クラック内部にEVAが侵入(初期不良)
クラックと電極破断により電気的に孤立した部位がEL像で暗部として現れる



期待される適応分野
・ Si系太陽電池モジュールの不具合原因の特定
・ 他の太陽電池モジュールへの展開

[本研究は、中部電力(株)と(株)シーテックとの共同研究の一部を委託研究として実施した成果である]

謝辞 高経年太陽電池モジュールは、 四国電力(株)殿から譲渡を受けた中部電力(株)から提供されたものである。



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