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バリウムシリサイド薄膜の高品質化による高効率Siベースタンデム型太陽電池の作製

提高硅化钡薄膜质量制备高效硅基叠层太阳能电池

基本信息

批准号：
19J21372
负责人：
山下雄大
金额：
$ 1.79万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度までの研究では、BaSi2太陽電池の新規構造としてワイドギャップn型半導体とのヘテロ接合を検討し、ヘテロ界面におけるキャリアの再結合を防ぐ目的で、界面層の挿入を検討した。本年は引き続き、Zn1-xGexOy（ZGO）界面層に注目し、BaSi2との界面特性を調査した。まず、ZGO薄膜をスパッタ法により堆積し、堆積温度が特性に与える影響を調査した。Zn組成は、基板温度が増加するにしたがって減少した。これは、Znの蒸気圧がGeに比べて大きく、堆積中および堆積後に、成膜された膜からZnが優先的に再蒸発したためであると考えられる。Ge組成から算出した電子親和力は3.2から2.9 eVまで変化した。これらの値は、BaSi2に対して小さなSpike型のバンドオフセットとなるため、再結合割合が小さいZGO/BaSi2ヘテロ界面を形成するのに適しているといえる。また、ZGO膜のバンドギャップは4-5 eVの範囲にあり、太陽光を透過するのに十分な大きさであった。以上より、50 °Cで成膜し、Ge組成が0.66のとき、界面層に最も適したバンドアライメントが得られることがわかった。次に、ZGO/BaSi2積層構造を作製し、界面反応やパッシベーション効果について調査した。分光感度特性は、従来のパッシベーション膜であるa-Siを用いた試料と比較して、300-600 nmの短波長領域で分光感度が増加した。短波長領域におけるBaSi2の光吸収係数は非常に大きいため、ZGOキャップにより、表面の再結合が抑制されている可能性が高い。XPSによる調査の結果、ZGOキャップ時は、BaSi2最表面の酸化が抑制されることがわかった。以上の結果から、ZGOはBaSi2表面のパッシベーション層として機能し、同時にp-BaSi2層からZGO層を介した電子輸送を妨げないとわかった。

Last year's research on BaSi2 solar cell new structure, interface, n-type semiconductor, junction, interface, recombination, interface layer penetration This year, the interface properties of Zn1-xGexOy (ZGO) and BaSi2 were investigated. Investigation of the effect of deposition temperature on the properties of ZGO thin films Zn composition and substrate temperature increased and decreased. For example, the vapor pressure of Zn is higher than that of Ge, and the vapor pressure of Zn is higher than that of Ge. Ge composition calculated electron affinity energy is 3.2 eV and 2.9 eV. In this case, the BaSi2 interface is formed by the combination of a small ZGO/BaSi2 interface. ZGO films are available in the range of 4-5 eV, and sunlight is transmitted through them. Above, the film was formed at 50 °C, and the Ge composition was 0.66. The interface layer was the most suitable one. In addition, ZGO/BaSi2 laminated structure was fabricated, and the interface was investigated. The spectral sensitivity of the sample increases in the short wavelength range of 300-600 nm. The optical absorption coefficient of BaSi2 in the short wavelength region is very large, and the possibility of surface recombination inhibition is high. XPS investigation results, ZGO clearance time, BaSi2 most surface acidification inhibition. As a result, the ZGO layer on the surface of BaSi2 has the same function as the ZGO layer on the surface of BaSi2, and the ZGO layer has the same function as the ZGO layer on the surface of BaSi2.

项目成果

期刊论文数量（42）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Significant enhancement of photoresponsivity in As-doped n-BaSi2 epitaxial films by atomic hydrogen passivation

原子氢钝化显着增强 As 掺杂 n-BaSi2 外延薄膜的光响应性

DOI：
10.35848/1882-0786/ab8725
发表时间：
2020
期刊：
Applied Physics Express
影响因子：
2.3
作者：
Sho Aonuki;Yudai Yamashita;Takuma Sato;Zhihao Xu;Kazuhiro Gotoh ;Kaoru Toko ;Yoshikazu Terai;Noritaka Usami;and Takashi Suemasu
通讯作者：
and Takashi Suemasu

3D光学・電気シミュレーションによるn+-AZO/p-BaSi2ヘテロ接合太陽電池のデバイス設計および動作実証

使用 3D 光学和电学仿真进行 n+-AZO/p-BaSi2 异质结太阳能电池的器件设计和运行演示