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複合・新機能材料

既存の太陽電池より低コストで高性能な次世代太陽電池の開発に挑む!

兵庫県

神港精機株式会社

2020年4月7日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 カーボン薄膜太陽電池用プロセスの確立とそのプラズマCVD装置の作製
基盤技術分野 複合・新機能材料
対象となる産業分野 環境・エネルギー、半導体、エレクトロニクス
産業分野でのニーズ対応 高機能化(新たな機能の付与・追加)、高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(耐久性向上)、高性能化(信頼性・安全性向上)、高効率化(同じ生産量に対するリソースの削減)、高効率化(生産性増加)、低コスト化
キーワード カーボン、太陽電池、CVD
事業化状況 研究実施中
事業実施年度 平成22年度~平成24年度

プロジェクトの詳細

事業概要

資源が豊富で、低コストが期待できる次世代太陽電池の薄膜太陽電池として注目されているカーボン薄膜太陽電池について、その薄膜作製用のプラズマCVD(マイクロ波励起表面波/パルス化直流プラズマCVD)のプロセス技術を高度化することにより、高効率なカーボン太陽電池を安価に生産できるプラズマCVD装置を製品化し太陽電池製造会社等の川下製造事業者に供給する。

開発した技術のポイント

低コスト、無害、低環境負荷、高い変換効率、高い信頼性が達成できる太陽電池材料として、カーボン系材料を研究するまた、そのカーボン膜作製用プラズマCVD装置を開発する
(新技術)
カーボン薄膜を用いた太陽電池の開発を行う
(新技術の特徴)
・資源的に豊富な炭素材料を使用する
・カーボンは安心、安全、かつCO2からも得られるため、地球環境の改善に貢献する
・導電率が制御可能である

カーボン薄膜太陽電池の構造(a)と特性(b)
具体的な成果

・カーボン薄膜太陽電池のプロセス開発・評価
-n-Si基板を用いたPNカーボン薄膜太陽電池で4.3%、オールカーボンPIN薄膜太陽電池で3.3%の変換効率が得られた
-24%の変換効率が得られるタンデム太陽電池の構造を設計した成果の生産に要する設備
・カーボン薄膜太陽電池用プラズマCVD装置の設計・製作・最適化
-製品版装置として使用し得る状態へ装置の最適化を進めることできた

装置外観
装置概略図
研究開発成果の利用シーン

高効率太陽電池が安定に製作可能な製品版プラズマCVD装置

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・高効率太陽電池が安定に製作可能な製品版プラズマCVD装置を太陽電池製造会社の川下産業へ提供する
・太陽電池分野のみならず、新たな成膜技術を必要とする各分野へ装置を提供する

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、加工・組立・処理、素材・部品製造、共同研究・共同開発、技術ライセンス、技術コンサルティング

製品・サービスのPRポイント

・高効率太陽電池が安定して製作可能
-電極用のスパッタリングカソードを導入した、デバイスの一貫作製システムである太陽電池用マイクロ波プラズマCVD装置の利用によって可能になった
・高効率なカーボン薄膜太陽電池の作製が可能
-バンドギャップエネルギーの異なったカーボン薄膜を2層、3層に積層した多接合(タンデム)型高効率太陽電池が作製可能になった
・グラフェンの直接成膜により、オールカーボン太陽電池作製が可能
-グラフェン(炭素二次元結晶)の直接成膜で、オールカーボン太陽電池が作製可能である

今後の実用化・事業化の見通し

・高効率太陽電池が安定に製作可能な製品版プラズマCVD装置を太陽電池製造会社の川下産業へ提供することを目的として開発した
・今後は、より最適化を進めると同時に太陽電池製造会社へのPRを行っていく予定である
・将来的には、太陽電池分野のみならず、新たな成膜技術を必要とする各分野へ積極的にPRを行っていく
・また、各機能を別ユニットとして設計している点を活かして、ユニットごとの販売や、客先仕様への最適化なども行っていく予定である

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 神港精機株式会社 装置事業部 電子デバイス技術部
事業管理機関 神港精機株式会社 装置事業部 電子デバイス技術部
研究等実施機関 学校法人中部大学 工学部 電子情報工学科

サポイン事業者 企業情報

企業名 神港精機株式会社(法人番号:7140001004839)
事業内容 各種真空ポンプ、真空諸装置、各種精密電気炉、半導体関係機器、各種精密投影機、特殊光学機器の製造・販売
社員数 191 名
生産拠点 神戸工場、滋賀守山工場
本社所在地 〒651-2271 兵庫県神戸市西区高塚台3丁目1番35号
ホームページ http://www.shinko-seiki.com
連絡先窓口 装置事業部電子デバイス技術部開発課 村上 幸平
メールアドレス t-takeuchi@shinko-seiki.com
電話番号 078-991-3011(代)