[ lfecnatce]%]%eR0400[ ecnatcelfeR040060(a) 400 nm504030201045050060(b) 800 nm5040302010450500５.各種レーザ形成微細構造の太陽電池性能の比較太陽電池性能向上の観点からナノ秒レーザ及フェムト600550650Wavelength [nm]700750600550650Wavelength [nm]700750SiliconSilicon solar cell0.10 J/cm2, 1000 pulses0.70 J/cm2, 1000 pulsesSiliconSilicon solar cell0.15 J/cm2, 1000 pulses0.75 J/cm2, 1000 pulses800６.まとめ800謝辞図8Si太陽電池の反射率のスペクトルが小さくなったためであると考えている.図8の破線と太実線は実験と計算したスペクトルを示す.この比較により微細構造を形成させることで波長400〜800 nmの領域において反射率の低減が4〜8 %程度で,特に太陽光スペクトル強度の高い波長領域の500 nmにおいて,反射率が約5.5 %の低減が期待されることが示唆された.一方，シリコン太陽電池に対して第2高調波（波長400 nm）で0.70 J/cm2，1000 pulses照射すると表面粗さ6.8µm，基本波（波長800 nm）で0.75 J/cm2，1000 pulses照射すると表面粗さ14.8µmを示した. しかしSEM観察によりピラミッド構造が消失していることが分かった.それぞれσrms=6.8µm，14.8µm，R0をシリコンの反射率として計算した．計算で得られた反射率のスペクトルを一点鎖線（赤）に示す．計算で得られた反射スペクトルは微細構造形成のレーザ波長に関係なく同等であった.特筆すべきはシリコンの反射率のスペクトル（細実線）に比べて低いが，シリコン太陽電池の反射率のスペクトル（太実線）よりも約20%高かった.これはピラミッド構造がレーザ照射により消失していることによると考えている．秒レーザで形成された微細構造の性能を比較した（図９）.これまでの成果からシリコン太陽電池の性能向上の観点図9各種レーザにより形成される微細構造から第2高調波（波長400 nm）のフェムト秒レーザーで，フルエンス0.10 J/cm2，1000 pulses照射した時に形成される微細構造が有効であることが分かった．ナノ秒レーザ及び外フェムト秒レーザを用いてアブレーション閾値近傍のフルエンスで照射し,シリコン太陽電池の表面に微細構造を形成した.特に,紫外フェムト秒レーザでは紫外ナノ秒レーザに比べて低いフルエンス（0.10J/cm2）でシリコン太陽電池表面上に結晶構造を保持したままナノサイズの大きさの微細構造が形成できることが分かった.シリコン太陽電池の反射率低減という観点から紫外フェムト秒レーザによる微細構造形成が有効であることが示された.３種類のレーザによる微細構造の比較から,光の侵入長が少ない波長で,短パルスのレーザが太陽電池の性能向上には有効であり高品位レーザ加工実現に最適であることが分かった.本研究について,実験の実施及び考察についてご協力いただいた全炳俊助教, 細川誓君,田中陽平君（京都大学）,草場光博教授,児子史崇君（大阪産業大学）,坂上仁志教授（核融合科学研究所）,塚本雅裕教授（大阪大学接合科学研究所）,岩森暁教授，山口滋教授（東海大学）に心から感謝申し上げます.また,本研究の一部は,公益財団法人天田財団重点研究開発助成（課題番号AF-2018203-A3）,京都大学化学研究所の共同利用・共同研究（課題番号2019-9, 2018-6）,H30-R9年度文部科学省光・量子飛躍フラッグシッププログラム（Q-LEAP）JPMXS0118070187,（独）新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の「エネルギー・環境新技術先導プログラム／新機能材料創成のための高品位レーザー加工技術の開発」,京都大学エネルギー理工学研究所ゼロエミッションエネルギー研究拠点(課題番号ZE2020B-31,ZE2021A-38), NIFS共同研究（NIFS17KNTS053,NIFS20KNTS067)及び大阪大学接合科学研究所「接合科学共同利用・共同研究拠点」共同研究員制度の支援を受けて行われた.− 96 −
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