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界面層によるキャリア再結合抑制効果を用いたガラス上シリサイド半導体高効率太陽電池

利用界面层抑制载流子复合效应的硅化物玻璃半导体高效太阳能电池

基本信息

批准号：
21H04548
负责人：
末益崇
金额：
$ 27.04万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

BaSi2ヘテロ接合型薄膜太陽電池の実現に向けて研究を行い、下記の成果を得た。1. デバイスシミュレータを用いて、BaSi2光吸収層とヘテロ接合を形成した場合に、電子輸送層およびホール輸送層として機能する候補材料について調べ、光照射時の太陽電池特性を比較した。その結果、アモルファスSiCが電子輸送等として働くことが、分光感度特性およびシミュレーションから明らかになった。2.ホール輸送層として期待されるMoO3, NiO, V2O5膜について、BaSi2とヘテロ接合を形成した場合に期待されるデバイス特性を計算し、MoO3膜が適していることが分かった。3.AlドープZnOとBaSi2のヘテロ界面に、BaSi2と電子親和力の近いZnGeO膜を挿入することで、分光感度が向上することを明らかにした。また、印加する電圧の極性を変えることで、期待していた通り、ZnGeOは、BaSi2で生じた電子について障壁にならず、一方、ホールについては障壁になることを明らかにした。4.スパッタ法で形成したBaSi2膜には、多数の酸素が含まれるため、不純物をドーピングしても伝導型やキャリア密度の制御がas-grown膜では達成できていなかった。そのような膜について、Ar雰囲気で1000度でアニールすることで、BドープBaSi2膜の場合、5分間のアニールにより、伝導型がn型からp型となり、アニール時間を大きくすることで、ホール密度が増加した。10分間のアニールにより、ドープしたBの約5割が活性化してホールを出すことが分かった。第一原理計算から、p型不純物であるBをドーピングした際、BaSi2中のSi四面体のSi原子の一部をBが置換しても、同じSi四面体のSiサイトに酸素が置換する場合には、n型になることが分かった。このため、アニールにより、p型伝導に変わるのは、酸素がSi四面体から出ていく一方、Bが留まるためと説明できる。

BaSi2 thin film solar cells are widely used in solar cells. 1. For example, when BaSi2 light absorption layer and junction are formed, electron transport layer and electron transport layer function candidate materials are adjusted, and solar cell characteristics under light irradiation are compared. As a result, the electron transport characteristics of SiC are different from those of other materials, and the spectral sensitivity characteristics are different from those of SiC. 2. MoO3, NiO, V2O5 films are expected to be transported in the same way as BaSi2 films. In the case of bonding, MoO3 films are expected to be transported in different ways. 3. The interface between Al and ZnO, BaSi2 and ZnGeO film with electron affinity, and the spectral sensitivity. The polarity of the voltage is changed, and it is expected that the current will pass through, ZnGeO will pass through, and BaSi2 will pass through, the electron barrier will be formed, and the electron barrier will be formed. 4. BaSi2 film is formed by the method of "three layers", most of which contain impurities, and the as-grown film is formed by the method of "three layers". For example, in the case of a BaSi2 film, a 5-minute interval, a conduction type, an n-type, a p-type, a loss time, and an increase in density. 10 minutes to open the door, open the door. The first principle calculation shows that B atoms of Si tetrahedra in BaSi2 are replaced by B atoms of Si tetrahedra, and B atoms of Si tetrahedra are replaced by B atoms of Si tetrahedra. The p-type conductivity of Si tetrahedra is higher than that of Si tetrahedra.

项目成果

期刊论文数量（119）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Demonstration of B-ion-implanted p-BaSi2/n-Si heterojunction solar cells

B离子注入p-BaSi2/n-Si异质结太阳能电池的演示

DOI：
10.35848/1347-4065/acab08
发表时间：
2023
期刊：
Japanese Journal of Applied Physics
影响因子：
1.5
作者：
Aonuki Sho;Narita Shunsuke;Takayanagi Kaori;Iwai Ai;Yamashita Yudai;Toko Kaoru;Suemasu Takashi
通讯作者：
Suemasu Takashi

スパッタリング法によるB-doped BaSi2の作製と評価

溅射法制备硼掺杂BaSi2并评价

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
長谷部隼;小板橋嶺太;木戸一輝;召田雅実;都甲薫;末益崇
通讯作者：
末益崇

熱電特性評価に向けた絶縁膜上への多結晶BaSi2膜の成長

用于热电性能评估的绝缘膜上多晶BaSi2薄膜的生长

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
吉田竜一;小板橋嶺太;山下雄大;召田雅実;都甲薫;末益崇
通讯作者：
末益崇

BaSi2太陽電池の界面層および電子輸送層応用に向けた Zn1-xGexOyの作製

用于 BaSi2 太阳能电池界面层和电子传输层应用的 Zn1-xGexOy 的制备

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
髙柳香織;山下雄大;都甲薫;末益崇
通讯作者：
末益崇

Mechanism of atomic hydrogen passivation for optical properties improvement of As-doped BaSi2 films

原子氢钝化改善As掺杂BaSi2薄膜光学性能的机理

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sho Aonuki;Yudai Yamashita;Kazuhiro Gotoh;Kaoru Toko;Noritaka Usami;Dmitri B. Migas;and Takashi Suemasu
通讯作者：
and Takashi Suemasu