～ペロブスカイト太陽電池とは？～
当社は、2008年より集積型太陽電池のパターニング加工技術を提供してきました。
今までCIS、CaTe、OPVなどの太陽電池のパターニング加工で得た技術を応用しペロブスカイト太陽電池への技術提案を行います。

 

ペロブスカイト太陽電池へのMDIの加工技術

ペロブスカイト太陽電池の製造方法は、ガラスや樹脂基板上に、ITO透明電極を作製し、その上にプラス電荷を流す「正孔輸送層」、「ペロブスカイト層」、マイナス電荷を流す「電子輸送層」を成膜します。さらに、セルに分離し、金属電極を成膜後、電極を分離すると、分離されたセルが直列に接続するモジュールが完成します。集積化のプロセスでは透明電極膜のパターニング（P1）、「正孔輸送層」、「ペロブスカイト層」、「電子輸送層」のパターニング（P2）、裏面電極のパターニング（P3）の3つのパターニングがあり、下図P1からP3の間のWのエリアは発電しない為「デッドエリア」と呼ばれ、最小化するためにいかに狭く且つ高精度に加工することができるかが求められています。

下図参照：P1, P2, P3の電極形成にパターニング技術が使われております。

ペロブスカイト太陽電池構造例

 

MDIのパターニング加工

CIGS太陽電池パネル実験段階からパターニング加工に取り組み、装置納入実績を上げています。P1～P3全ての高品位且つ高精度パターニングに対応可能で、膜質に合わせ、レーザーパターニング、メカニカルパターニングのいずれにも対応しています。パターニングはそれぞれの層での絶縁をするために行われます。厚みがナノオーダーレベルの層をきれいに除去し、下位層には影響を出さない加工が必須です。また、加工幅は絶縁のために必要なミニマムの幅で、エッジの盛り上がりなどは極力抑える必要があります。
高品質でのパターニング加工は発電能力の向上に欠かせません。

 

 

P１レーザーパターニング

P1は透明電極膜のパターニングです。

加工例

 

P2レーザーorメカニカルパターニング

P2は電子輸送層、正孔輸送層、ペロブスカイト層などのパターニングです。

P3レーザーorメカニカルパターニング

P3は裏面電極層のパターニングです。

パターニング装置

LPM300-GP-D205-GB

ペロブスカイト太陽電池向けR&Dに特化した専用モデル。
不活性ガス雰囲気でのパターニング実験に対応した、石英BOX内での加工が可能です。BOXの上部を透過用ガラスにすることで、不活性ガス雰囲気でのレーザー加工を実現しました。
※京都大学宇治地区インキュベーション支援室に2020年納入