Simulation of Silicon and Perovskite Based Tandem Solar Cells Using TCAD

配信開始日: 2021年7月19日
地球温暖化やエネルギー供給の観点から、再生可能エネルギーはここ数年で目覚ましい発展を遂げています。システム・コストのバランスは、太陽電池よりもシステムに支配されるようになっていますが、生産量の増加に伴い、太陽電池の効率を向上させるインセンティブはこれまで以上に高まり、わずかな限界費用の削減でも大きな節約につながります。

このような状況の中、従来のシリコン・ベースの技術は、例えば、前面の陰影を排除するインターデジタル・バック・コンタクト(IBC)設計などにより、シリコン太陽電池の基本的な限界効率である29％強に近づくなど、依然として進歩しています。

これらのデバイスを理解してシミュレーションする際の課題は、数値モデリング技術が必要となる本質的に2次元のデバイス性能です。本ウェビナーでは、業界内で利用される設計の数値シミュレーションを報告することで、これらデバイスの動作を検証します。

従来のシリコン技術に加えて、革新的なコンセプトが続々と登場していますが、その中でも最も重要なのが、ペロブスカイト太陽電池(PSC)という新しい分野です。ペロブスカイト太陽電池は、低コストの材料を使用し、低コストの製造方法で、26％近い高効率を実現し、従来のシリコン技術に挑戦しています。
このようなPSCデバイスのシミュレーションについては、IBCモデリングを補完する手法を用いて説明します。

一方、再生可能エネルギーの分野では効率向上が最重要課題であり、シリコンは限界に近いため、研究者や産業界はシリコンとペロブスカイト技術を組み合わせたタンデム型太陽電池で高効率を実現することに、大きな関心を寄せています。

ここでは、3端子の高効率タンデム・モデルにおけるIBCモデルとPSCモデルの統合について説明するとともに、2端子および3端子のソリューションについて回路設計の観点から検討し、そのメリットとデメリットについて議論します。最後に、単接合バンドギャップ太陽電池の効率限界を超えるタンデム太陽電池の設計を紹介します。

内容:

• 産業用インターデジタル・バック・コンタクト（IBC）太陽電池の利点とTCADでのシミュレーション方法
• 新たに登場した高効率ペロブスカイト太陽電池コンセプト（PSC）の特性と、TCADでのシミュレーション方法
• TCADシミュレーションでIBCとPSCテクノロジーを組み合わせることにより、シリコン効率のボトルネックである29%を打破する方法

プレゼンタ

James Connollyは、フランスのCentraleSupélecにあるGénie Électrique et Électronique de Paris (GeePs)の研究者です。Imperial CollegeでIII-V族の量子井戸型太陽電池デバイスのモデル開発に関する博士号を取得し、Université Paris SudでHDRを取得しています。CIGSの研究(フランスのIRDEP)、ナノテクノロジ・センター(ESのNTC-UPV)でのシリコン太陽光発電の研究、および産業界(National Grid、QUANTASOL-UK)で研究を行ってきました。また、次世代の量子太陽電池構造のモデル、産業用ナノ構造太陽電池のモデル、高度な特性評価のモデル(KPFM)を開発しました。 H2020-COSTプロジェクトMULTISCALESOLARのコーディネータなど数々の欧州プロジェクトに参画し、現在はSOLAR-ERANETプロジェクトBOBTANDEMのコーディネータとして、選択的バンド・オフセット・バリアを備えたシリコン・タンデム型3端子ペロブスカイト太陽電池の開発を行っています。

対象:

[日本時間]
開催日: 2021年7月16日
配信: オンライン
開催時間: 2:00-2:30 JST
言語: 英語