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Frontier of the compound thin-film solar cells with homojunction SnS

同质结SnS化合物薄膜太阳能电池研究前沿

基本信息

批准号：
21H01613
负责人：
鈴木一誓
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01613/
关键词：
太陽電池 SnS ホモ接合スパッタリング薄膜太陽電池硫化スズ

项目摘要

2022年度の研究では、おもに２つの成果を得た。一つは、SnS単結晶とMoO3薄膜を接合することで高い変換効率を示す太陽電池が得られることである。変換効率は4.2%であり、SnS太陽電池の最高値（4.8%）には及ばなかったものの、開放電圧は430 mVに及び、従来のSnS太陽電池の最高値を上回った。このような高い変換効率は、SnS単結晶のダングリングボンドのない劈開面を用いたことに起因することを明らかにした。したがって、原理的にダングリングボンドのないホモ接合によってSnS薄膜太陽電池を構成すれば、高い開放電圧が期待できることを示した。もう一つは、p型SnS薄膜の堆積条件を明らかにしたことである。SnS薄膜の堆積においては、成膜圧力がモフォロジーに極めて大きな影響を与えること、および、より良いモフォロジーを得るには成膜圧力が低いほうが良いことを明らかにした。本研究では、ターゲット表面にスパッタガスを吹き付ける新しい構造のスパッタリングカソードを用いているが、これによって従来のスパッタ装置では実現できない低い成膜圧力にて成膜を行っており、このような方法が特にSnS薄膜の堆積には有効であることを示した。また、硫黄の蒸気圧が高いことからSnS薄膜の組成は一般的に硫黄欠損となることが知られているが、成膜中にプラズマ化した硫黄を供給することでSnS薄膜の組成をコントロールできることを明らかにした。加えて、SnSのスパッタリングにおいてはターゲット表面の組成が変化しやすく（硫黄が欠損しやすく）、この組成変化が得られるSnS薄膜のモフォロジーに大きな影響を与えることを発見した。このようなターゲット表面の硫黄欠損の傾向は、硫黄の蒸気圧を考慮すると当然のことではあるが、従来の研究報告では全く意識されていなかった。成膜前に研磨によりフレッシュなターゲット表面を準備することで安定して同じモフォロジーの薄膜が得られることも確認した。

In the year 2022, the results of the research and research were awarded. SnS results show that the bonding temperature of MoO3 thin film shows that the temperature of the battery is very high. The failure rate is 4.2%, the highest in SNS battery is 4.8%, the highest in SNS battery is 4.8%, the highest in SNS battery is 430 mV, the highest is last cycle. In order to improve the performance rate and SnS results, it is necessary to determine the cause of the disease. In this paper, the principle of the SnS thin film battery is introduced, and the high-voltage discharge battery is expected to show that the battery is in operation. The conditions for the stacking of p-type SnS thin films are very clear. The SnS film is stacked, the film is formed, and the film is formed. In this study, in order to improve the quality of the film, the results show that the device has a good effect on the formation of the film, the surface, the surface. The thin film of SnS is made up of sulfur, sulfur, sulfur and sulfur. In addition, SnS thin films were prepared by the addition of SNS, SnSs, SNS, SnSs, SnSs, SnS There is a lack of sulfur on the surface, and sulfur is not available on the surface. Of course, the research report is full of knowledge. Before the film is formed, the surface is prepared to be stabilized with the same film as the film.

项目成果

期刊论文数量（30）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Contribution of the Sn 5s state to the SnS valence band: direct observation via ARPES measurements

DOI：
10.1088/2516-1075/ac6ea8
发表时间：
2022-05
期刊：
Electronic Structure
影响因子：
2.6
作者：
Issei Suzuki;S. Kawanishi;Kiyohisa Tanaka;T. Omata;Shin–ichiro Tanaka
通讯作者：
Issei Suzuki;S. Kawanishi;Kiyohisa Tanaka;T. Omata;Shin–ichiro Tanaka

Direct evaluation of hole effective mass of SnS?SnSe solid solutions with ARPES measurement

ARPES测量直接评价SnS?SnSe固溶体的孔有效质量

DOI：
10.1039/d1cp04553a
发表时间：
2022
期刊：
Physical Chemistry Chemical Physics
影响因子：
3.3
作者：
Suzuki Issei;Lin Zexin;Kawanishi Sakiko;Tanaka Kiyohisa;Nose Yoshitaro;Omata Takahisa;Tanaka Shin-Ichiro
通讯作者：
Tanaka Shin-Ichiro

N-Type SnS Thin Films Applicable for Homojunction Solar Cells

适用于同质结太阳能电池的N型SnS薄膜