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高効率タンデム型太陽電池実現に向けた新規化合物半導体の創製

创造新型化合物半导体以实现高效串联太阳能电池

基本信息

批准号：
21K04131
负责人：
尾崎俊二
金额：
$ 2.08万
依托单位：
Gunma University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

令和4年度においても前年度に引き続き、CuxAg1-xGaS2(CAGS)半導体結晶の育成を中心に行った。前年度の垂直ブリッジマン法による結晶成長では、育成した結晶の組成の不均一性が問題となっていた。そこで令和4年度においては新たにボールミルを使用した結晶の育成を試みた。まず、Cu, Ag, Ga, Sを化学量論的に秤量し、ジルコニア製のボールと共にポットに入れた。次にオーバーポット方式の雰囲気制御容器に入れ、真空引きを行った後にアルゴンガスで充満した。アルゴンガス雰囲気下にした容器を遊星ボールミル装置にセットし、回転数を400～800 rpm、回転時間を1～3 hとして結晶の育成を試みた。まずCu組成xが零となるAgGaS2(AGS)において遊星ボールミルによる作製を行ったところ、目視にて黄色の一様な粉末が得られた。X線回折(XRD)測定を行ったところ、多くの回折ピークが得られたが、それらは報告されているAGSのPDFデータと良い一致を示した。このことから、得られた粉末はAGS結晶であることがわかった。しかし、400 rpmにて作製した試料においてはAGSのPDFデータには無いピークも同時に観測され、それらは未反応のAg等であることがわかった。均一なAGS結晶を得るためには、800 rpmで2 hの反応が必要であることがわかった。一方、得られた粉末状結晶のXRDスペクトルは、垂直ブリッジマン法で得られた結晶のスペクトルに比べ、ピークの半値幅が大きく、回折強度も小さかった。これは結晶性が悪いことが原因と考えられた。このため結晶のアニール処理を試みた。300～800度にて10分間アニールを行った結果、温度の上昇と共にXRDスペクトルにおいて回折ピークの強度が増し、ピーク半値幅も減少した。700度におけるアニールが結晶性の向上に有効であることがわかった。

In the 4th year of the Reiwa 4th year, the previous year's research and development, CuxAg1-xGaS2 (CAGS) Semiconductor Crystallization Center's cultivation center. The previous year's vertical ブリッジマン method was used to solve the problem of non-uniformity in the composition of the crystal growth and cultivation of the crystal. The new たにボールミルを uses the した crystallized のnurturing を trial みた.まず, Cu, Ag, Ga, SをChemistry theory of にWeighing, ジルコニアのボールと公にポットに入れた. The にオーバーポット method is used to control the container にれ, and the vacuum priming きを行った后にアルゴンガスでcharge満した.アルゴンガス曲気下にした container を游星ボールミル device にセットし, return number を400～800 rpm, return time を1～3 hとしてcrystallizationの成をtrialみた.まずCu composition The ミルによるproduces the を行ったところ, and the visual にてYellow の一様なPowder られた. X-ray refractory (XRD) determinationが、それらはreportされているAGSのPDFデータと好い unanimousをshowした.このことから, られた powder and はAGS crystal であることがわかった.しかし、400 rpmにてproducedしたsampleにおいてはAGSのPDFデータには无いピーであることがわかった。 Uniform AGS crystallization is required, and the reaction speed of 800 rpm and 2 h is necessary. On the one hand, the powdery crystal of XRD is obtained, and the vertical XRD method is used.たCrystal のスペクトルに比べ, ピークのhalf-width が大きく, folding strength も小さかった.これはcrystalline がいことが reason と考えられた.このため Crystallized のアニール processing をtrial みた. 300～800 degrees, 10 minutes of アニールを行った results, temperature rise and total にX RD's スペクトルにおいてturns back the intensity of the ピークのincrease, and the ピークhalf-value width もreduces. 700 degree におけるアニールがcrystalline の上にeffective であることがわかった.