マイクロモルフ

マイクロモルフは、微結晶性とアモルファス性を組み合わせた造語です。シリコンベースの 多接合薄膜太陽電池の一種に使用されます。

マイクロモルフセルは、2 つの太陽電池を積み重ねたマルチ接合アーキテクチャに基づく薄膜太陽電池です。薄いアモルファス シリコンの上部セルが青色光を吸収し、より厚い微結晶シリコンの下部セルが赤色光と近赤外線を吸収するため、いわゆるタンデム セルは太陽光スペクトルのより広い範囲をカバーできます。

 アモルファス シリコン (1.7 eV) と微結晶シリコン (1.1 eV)のバンドギャップは タンデム太陽電池に適しているため、このセルのショックレー クワイサー限界では 30% を超える変換効率が可能になります。実際にはこの限界に達することはなく、通常の安定効率は約 9% (世界記録 11.7%) です。これは、約 6% である単接合薄膜シリコン太陽電池の安定効率をはるかに上回っています。シリコン薄膜太陽電池のコストが低い理由の 1 つは、シリコン ウェーハ(200 μm) と比較して非常に薄い (2 μm) ことです。赤色および赤外線の波長範囲では、2 μm のシリコンではすべての光を吸収するには不十分であるため、「光トラッピング」が必要になります。

マイクロモルフ方式の利点は、アモルファストップセルの厚さを低く保つことです。これにより、光によって引き起こされる劣化の影響 (シュテーブラー・ロンスキー効果) が軽減されます。マルチ接合セルでは、トップセルとボトムセルが同じ電流を生成する必要があります。しかし、トップセルはシュテーブラー・ロンスキー効果によって制限されるため、トップセルの厚さを低く保ちながら電流を増やすには、光トラッピングと中間反射板が必要です。

中間反射体は、上部セルと下部セルの間にある酸化亜鉛（ZnO 中間反射体：ZIR）または酸化ケイ素（SiOx 中間反射体：SOIR）の層（IRL）です。周囲のシリコン（4）と比較して屈折率が約 2 と低いため、光は上部セルに反射されます。これにより、上部セルの電流が約 10  mA/cm ²から12  mA/cm ²に増加しますが、下部セルの電流は同じ量だけ減少します。

この人工語は、1995年にヌーシャテル大学のアルヴィンド・シャー教授の研究グループの科学出版物で著者のJ.マイヤーによって初めて言及されましたが^[1]、数人の著者による長年にわたる先駆的な研究に基づいています。出版物の詳細なリストについては、2つの主要な研究グループの出版物のウェブサイト（http://pvlab.epfl.chおよびhttps://web.archive.org/web/20110222142422/http://www.fz-juelich.de/ief/ief-5/publicger/）を参照してください。

数年後、ヨーロッパ、日本、アメリカの他の研究グループが、積層型太陽電池のコンセプトを利用して薄膜シリコン太陽電池の変換効率を向上させる分野で研究活動を開始し、マイクロモルフデバイスを「ハイブリッド」太陽電池と名付けたり、微結晶シリコン吸収体を「ナノ結晶」または「多結晶」シリコンと名付けたりしました。

「マイクロモルフ」という語は最近、シリコンコーティングツールの機器メーカーの所有物であると主張されたが、特許判決では、この主張は欧州特許庁に受け入れられなかった。^[2]

• TELソーラー（旧エリコンソーラー）

• 有益な写真と工業生産の現状をまとめたプレゼンテーション: http://www.swisslaser.net/libraries.files/UlrichKrollOerlikon.pdf