ハッシュタグという歳時記

 

 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

小賢しさと欲望は自己を見失わせる
人の賢愚は、相対的なものである。もし賢を宗祖することをやめるなら、競争はなくなる。
金銀財宝といった手に入れにくい品物の価値もヽ相対的なものであるこ金銀財宝を貴言祝する
ことをやめるなら、盗みはなくなる。欲望を起こさせなくするなら、入は自己の本性を見失う
ことがない。人民の心から欲望を取り除き、その代りに肉体の方はいたわってやる。聖人の政
治とは、こういうものだ。人民がつねに無知無欲であれば、　知者も作為を施す余地がない。
「無為」を政治の喜寿運とすれば、世の乱れることはないのである。

〈智者〉　おのれの知識をたのみ、さかしらをふるまう人間を指す。

無為をなせば治まらざるなし　相対的な価値のＩ方にとらわれるところから、人間は小賢しさ
に溺れ、欲望のドレイに堕し、自己を喪失するに至る。この迷妄から人間を款出し、その本性
を回復させる方策は、「無為の政治」以外にない。老子は政治を言祝する。かれを隠者と見る
ことは誤りである。その政流浪は一見「愚民政治」の形を取り、儒家皇宗の尚賢政治の主張と
際立った対照を示している。

　●　今夜の日々新々アルバム

【いつでもどこでも１キロワットアワー１円時代 】

 May 19, 2014
太陽電池内のエネルギー損失を最小にするためには、表面を高度な不動態化が必要
である。 （画像：Meyer Burger）

●　次世代ソーラ　薄膜ヘテロ結合で高品位・格安型

太陽光発電が固定価格買取制度（feed-in tariffs）のなしで生き残るには、コスト削減に重点を
置いたさらなる革新を必要とする。スイスの機器メーカーのMeyer Burgerの社は、高効率セル
理念、特にヘテロ接合が、最善技術になると主張している。

 
ヘテロ接合（HJT）セル技術は、単結晶シリコン（c-Si）太陽電池の利点と、簡素な製造プロ
セス生産可能なa-Si薄膜技術で観察された非晶質シリコン（a-Si）材料。 HJT設計は新規な
ものでなく、サンヨー（現在のパナソニック）が、２０年以上前に技術を確立し変換効率が
約２０％の量産化に成功している。細心のパナソニックの試作レベルでのセル２４.７％の効
率を達成している。同社（Meyer Burger）は、高性能キーテクノロジーの技術を太陽電池バリ
ューチェーン提供、変換効率２３～２４％を保証。この技術は、量産でHJTセルのシンプルな
構造が下図のように、c-Siウェーハとドープ層との間に堆積された薄い真性水素化アモルファ
スシリコン（a-Si：H）層は、セル構造から最大性能達成の鍵となる。表面準位密度低下、表
面再結合損失低下、およびエミッタ飽和電流低下の抑制に成功している。

HJTセルの製造は、比較的簡単なプロセスで、低温で行われPERC、(Passivated Emitter and Rear
Cell:セル裏面側にパッシベーション層（不活性化層）形成で、電子と正孔の再結合で生じる発
電ロスを抑制する技術)メタルラップスルー(MWT:表側の電極を少なくするための技術)、選
択エミッタなど、他の多くの高効率設計に比べて製造工程が少なく。HJTを経済的インセンテ
ィブを高め、エネルギーコストの大幅削減をもたらすと予測。 


HJTセルの重要な技術的利点はa-Si：Hの優れた表面パッシベーションであり、これは高い開
回放電圧と高いセル効率をもたらす。 TC = -0.25％/ Kという優れた温度係数は、モジュー
ル動作条件の高いエネルギー効率を保証。標準的なc-Si技術と比較すると、ヘテロ接合セル
は３５％以上の発電量（kWh／ m2）を生成、格安の電気代（LCOE）を実現する。低温処理
（<250℃）は、製造時のエネルギーを節約し、バルク劣化を防ぎ、薄膜ウェーハ使用を可能
にする。ダイヤモンドワイヤウェーハリング、ヘテロ接合セル技術、およびSmartWire 接続技
術（SWCT）のPVバリューチェーン全体での統合開発は、HJTモジュールの最大性能を保証。

  May 1, 2017

Dec. 1, 2017

ドイツのMeyer Burger's fabでのヘテロ接合セルの製造。写真：Meyer Burger

薄いウエハー
今日では、約１８０マイクロメートル（μm）の厚さのウェハが、セル製造で標準使用されて
いる。より薄いウェーハの使用で、１つのシリコンからより多くのウェーハリング（切断）
でき、材料費を大幅削減できる。ウェーハの厚さ減少で、バルク材料の品質影響も減少し、
少数電荷キャリアの寿命要求が軽減されるる。ウェーハ製造におけるダイヤモンドワイヤソ
ーの使用は、より小さいマイクロクラック生起させ、マイクロクラック深さはより浅く。よ
り高い表面対バルク比は、バルク再結合損失と比較し、表面再結合損失が支配し優れた表面
パッシベーションが必須となる。同社は、薄いウェーハのセルVOCを増加させ、低光吸収に
よりISCの損失をバランスさせるHELiAPECVDシステムで優れた表面パッシベーションを実現
する。

プロセスフロー/テクスチャリング
最適なテクスチャリングや洗浄プロセスは、高効率HJTセル製造プロセスの基礎を形成する。
同社のプロセスノウハウは、最適なパッシベーションの基盤を設定。 HJTプロセスシーケン
スの最初のステップは、裁断ダメージ除去（SDR）、テクスチャリング、クリーニング、お
よび水素終結のウェットケミストリープロセス。高効率HJTセルの実現には、表面の損傷と
微小亀裂をほぼ完全に除去。表面再結合速度（SRV）を測定は、バルクの品質とは無関係に
必要な裁断ダメージ除去する。下図は、ソーダメージ除去が表面再結合速度に及ぼす影響を
図示。

切断損傷の除去は、テクスチャ加工によって最適化することができ、フッ化水素酸の最終的
な短時間浸漬は、その後のPECVDプロセスの最終パッシベーションまでシリコン表面を終端
この湿式化学処理後の表面は、c-Si / a-Si：H界面品質／表面不動態化に重要となる。

PECVD：前面と背面のa-Si：Hコーティング 
太陽電池内のエネルギー損失を最小にするには、表面を高度に不動態化させ、１５０～２５
０℃の温度範囲で堆積されたa-Si：Hを用いた低温パッシベーションが、表面再結合速度が顕
著となる。a-Si：Hはすべてのレベルのn型やp型シリコンを不動態化できる。ドープされたa-Si
：Hは、エミッタと裏面の両方のフィールドフィールド（BSF）を形成に使用され、ドープさ
れたa-Si：Hは、その電界効果特性に起因する不動態化に寄与する。

Meyer Burger社は、ウェーハベースのシリコンHJTセルのコンセプトに特化したモジュラーハ
イスループットHELiAPECVDシステムを開発。 HELiAPECVDシステムの中心は、超純粋で均
一なアモルファスシリコン層を提供するボックスインボックス方式で洗練された特許取得済
み平行平板プラズマリアクタのS-Cubeです。 13.56MHzのRF源を用い、層の堆積中のプラズ
マ損傷を最小にする。少数電荷キャリア寿命およびバンドギャップ点でアモルファスシリコ
ン層の要求品質を保証。 a-Si：H層による不動態化の品質を決定するための重要なパラメー
タは、少数電荷キャリア寿命である。


 PVD：TCO
モジュラーHELiAPVDシステムでは、ウエハの前面および後面に透明導電性酸化物（TCO）
層を塗布に、チャンバの１つでスパッタプロセスが使用。光発生電流を収集し、セル上にオ
ーム接触を形成することに加えて、前面側のTCO層は、反射防止層として働く。特に、HJTセ
ルの前面側では、a-Si：HおよびTCO層の光学的／電子的特性を互いに調整する必要がある。
インジウムスズ酸化物（ITO）は、ドーピングされたa-Si：H層との良好な電気的接触を提供
し、透明導電性のHJTセルに好ましいTCO材料である。同じHELiAPVDシステムの第2のチャ
ンバでは、もう1つのTCO層が95％の二重性でセルの裏側に塗布される。二面セルは、白い裏
面シートが光をセルに反射して全体的なモジュールの電力を増加させる単面体ソーラーモジ
ュールにも使用することができる。これは、真空を破ることなく、またはこれらのコーティ
ングプロセス間でウェハを回転させる必要なく達成される。 HJTセル処理用に構成されたH
ELiAPVDシステムは、余分なレーザーまたは化学ステップを回避しながらエッジ分離を実現
する。マグネトロン上のTCOおよび金属用の回転円筒形スパッターターゲットは、85％を超
える高い目標利用率を実現し、コスト効率のよいコーティングプロセスを保証。 HELiAPVD
とHELiAPECVDシステムは、容量および層特性に関し完全に適合する。

前面を印刷する
従来の結晶シリコン太陽電池技術では、前面側のコレクライン（「フィンガ」）とブスバー
が使用。フィンガーおよびブスバーに使用される銀ペーストの消費量を削減することは、コス
ト削減のもう一つの重要なステップである。同社rは、セル・ツー・モジュール（CTM）損失を
最小限に抑え、モジュールの効率を最適化ために、バスバーレスのSmartWire　続テクノロジー
（SWCT）を提供しています。従来のスクリーンプリンターとエポキシベースの低温ペーストの
使用により、HJTセルの前面のフィンガーグリッドパターンのみが形成。バスバーレス設計で、
細かいラインのスクリーン印刷グリッドパターンが容易となる。バスバーをより細く細い指で
整列したグリッドパターンに置き換えにより、銀の消費量が大幅に削減され、細胞のシャドー
ロスを減少させることでセル変換効率を高める。

SWCTを適用により、フィンガ導電率の要件は従来のバスバー設計の要件に比べて厳しくない。
100Ω/ cmまでの指抵抗はSWCTと組み合わせることができ、大きな電力損失は生じない。２つの
指の接点間の距離が短いほど、指の電力損失の影響が小さくなり、銀の消費量を１セルあたり
60mgに減らせる。同社は、東南アジアのモジュールメーカーから200 MW SWCT生産ラインを
受注したと公表している。パナソニックは、SmartWire接続技術の評価プロセスも行っている。

硬化
フロント側を印刷した後は、このHJTセルのコンセプトでは接触焼成は不要。印刷されたHJT
セル硬化は、低温ペースト溶剤の排出に、２５０℃未満の温度の単純な熱プロセスとなる。
温度プロファイルは、スクリーン印刷された線およびセル上のTCO層の導電性ならびにセルの
はんだ付け性に影響を及ぼす。 硬化システムは、プロセスおよび生産性の要件に関してHJTプ
ロセスに合わせて調整される。

テスト
HJTセルは、400～600ミリ秒（ms）の測定時間を必要とする高容量セル。これは、標準の低容
量セルと比較して大幅に長い。スイスのヌーシャテル大学のマイクロテクノロジー研究所（IM
T）と協力して、SpotLIGHTとして知られている新しいIV曲線セルテスターシリーズを開発。
スポットライト１秒とスポットライトハイキャップ。高品質のA + A + A + 5msパルス長キセノ
ン光源を使用して、スポットライト１秒は、太陽電池製造におけるエンドオブライン品質管理
などのインラインアプリケーションに必要な高速測定専用です太陽電池モジュールの生産ライ
のラインまたはライン初の品質管理を実現している。SpotLight HighCapは、ヘテロ接合セルな
どの高容量の太陽電池のテスト専用。 SpotLight HighCapは、発光ダイオード（LED）を組み合
わせ、パルス長を５msから６００0msまで増加させる。ハイブリッド光源測定プロセスは、
Fraunhofer ISEにより検証。その結果、信頼できる太陽電池測定を実現、同時にシステムの所
有コストの総額をスポットライト１秒で達成できるが、長いパルスソーラーシミュレーターの
中でも独特な特性である。

高効率モジュールの測定には、異なる制約があり、数百ミリ秒間に大きな領域を照らすことは、
費用対効果がなく正確でもない。一方、モジュールの容量はセルの容量よりもはるかに小さく
PasanはA + A + A +の10msパルス長の標準HighLightモジュールテスタ使用できる動的掃引方法
であるDragonBackソリューションを開発。このような業界指向で費用対効果の高いソリューシ
ョンは、生産タクトタイム、低TCO、および高い測定精度を考慮し、大容量モジュールの電力
が測定できる。この革新的なソリューションは、PI Berlinで検証されている。

マイルストーン：335 Wモジュール
335ワットで、Meyer Burger　社は、量産条件下で生産される標準的な60セル（M2フォーマット）
ソーラーモジュールを使用して新しい記録を設定。ウェハ、セル、モジュール技術の高度なプ
ロセス統合により、この発展的な飛躍が可能となる。このモジュールは、TUVRheinland / Solar
Energy Assessment Centre Cologne（SEACC）によって測定され、確認された。
同社のHJTモジュールは、２３.５％の平均変換効率（モジュール上で最高のセル：２４.０％
）とちょうどTC＝－-0.25％/ Kの非常に低い温度係数を持つHJTセルの組み合わせでSmartWire
接続テクノロジ TC ＝ -0.43％/ Kの標準セルと比較して、HJTセルを使用するソーラーモジュー
ルは、平均して> １０％大きいエネルギー収率を実現。これにより、セルおよびモジュール製
造メーカならびに最終顧客めの重要な競争上の利点が得られ、SGSフレゼニウス・インスティ
テュートはすでにSmartWire Connection Technologyを備えたIEC認定のHJTモジュールを備える。

HJT：LCOEのブレークスルー
LCOEは、実用規模の電力システムと分散型電力システムの両方で生産される電力コストを測定
に使用される主要なメトリックの１つ。他の技術と比較してHJTモジュールをテストするために
異なるフィールドインストールを実行。 例えば、アブダビの試験施設の二面体ヘテロ接合ソー
ラーモジュールは、標準モノフェイシャルモジュールと比較して１年間で２５％のエネルギー
収率を達成し、バイフェーシャルPERxモジュールと比較して１１％大きい。さらにHJT / SWCT
モジュールは、細胞が潜在的に誘発される分解（PID）および光誘起劣化（LID）の影響を受け
ないので、最も高い寿命期待値を実現。以上のように、これらの特徴は、技術の電気のコストを
格安に抑えるを実現する。 

以上の成果にこれから薄膜タンデム型、マルチレイヤー型、宇宙ソーラ型の開発進むことで
「いつでもどこでも１キロワットアワー１円時代」に突入するというわけで、いよいよミッシ
ョンは最終章。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　●　今夜の一曲

 Eric Burdon and The Animals ”Sky Pilot” 

「Sky Pilot」は、アルバム「The Twain Shall Meet」でリリースされた1968年の曲。シングルと
してリリースされたとき、曲はその長さ（7:27） のために両側に分けられた。 「スカイパイ
ロット（パーツ１と２）」として、それは米国のポップチャートでは１４位、カナダの RPM
チャートで１５位。この歌は、出動前の軍隊を祝福し帰還を待つ牧師の生涯の物語をテーマと
した三部からなる楽曲で「スカイパイロット」とは、冒頭の歌詞で明らかなように軍の牧師を
指す（Wikipedia）。 

出エジプト記／Exodus 20:13

 

【下の句トレッキング：問ひを問はるるしずかに深く】

何を願ふか胸に木霊（こだま）する問ひを問はるるしずかに深く　　牛山ゆう子『木のドアを押す』

過日の大雨で元上司の今井博さん宅に心配して電話したが、気がかりがその後も脳裡に木霊するの
で、盆前に車を走らせ立ち寄る。玄関先近況を訊ねるもそれなりに元気だとのこと。今年の１２月に
喜寿を迎えられるとのこと。握手を求められ握り返しお宅を後にした。

いまテレビで「世界へ発信！英語術」を録画チェックしているが、「ハッシュタグ」の原泉は、
昔から俳句や短歌の日本文化の歳時記であることに思い当たる。

穏やかにとはに戦後は戦後なれ　散りつつ白くやまぼうふし咲く　　同上（歌壇、８月号より）