新規高効率太陽電池創製のための分光学的手法による欠陥生成メカニズムの解明

使用光谱方法阐明缺陷产生机制以创建新型高效太阳能电池

• 批准号: 17J10853
• 负责人: 粟飯原 直也
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17J10853/
• 关键词: バンドエンジニアリング; 欠陥低減; CTGS; 発光スペクトル; 薄膜太陽電池; 励起子発光; ドナー・アクセプタ対再結合発光; Cu2Sn_1-xGe_xS3

本年度はCu2Sn1-xGexS3 (CTGS)太陽電池高効率化において必須となる欠陥起源の特定および低減のため、昨年度観測したCTGSバルク単結晶からの発光スペクトルのさらなる解析・考察を行った。昨年度の研究において、ドナーアクセプター対再結合発光のアクセプター準位の起源として、IV族元素が関与しない欠陥を予想したが、他研究グループの理論計算結果からCu空孔が起源であると予想した。また、バンド間再結合発光の解析から、室温298 Kにおいて非常に小さな光学ボーイングパラメータb ～ 0.1 eVを得た。これらの成果をまとめ、米国物理学協会誌AIP Advancesに投稿し、受理された。また、昨年度と本年度の発光スペクトル解析結果をまとめ、CTGS系における発光および欠陥モデルを作図した。本モデルを基に今後、深いドナー欠陥を低減することでCTGS太陽電池の高効率化が期待できると考えている。また、CTGS系におけるバンドギャップの混晶比依存性は、CIGS太陽電池において重要となっているバンドエンジニアリングによる高効率化技術において基盤となる光学データである。

This year は Cu2Sn1 - xGexS3 (CTGS) solar battery with high rate of unseen に お い て must と な る owe 陥 origin の specific お よ び low cut の た め, yesterday's annual 観 し た CTGS バ ル ク 単 crystallization か ら の 発 light ス ペ ク ト ル の さ ら な る parsing, inspection line を っ た. Yesterday's annual の research に お い て, ド ナ ー ア ク セ プ タ ー combining seaborne 発 light の ア ク セ プ タ ー quasi a の origin と し て, IV elements が masato and し な い owe 陥 を to think し た が, he studied グ ル ー プ の theory calculation results か ら Cu が origin empty hole で あ る と to think し た. Combining between ま た, バ ン ド 発 light の parsing か ら, room temperature is 298 K に お い て very small に さ な optical ボ ー イ ン グ パ ラ メ ー タ た を b ~ 0.1 eV. The results are をまとめ and the journal of the American Physical Society (AIP) Advancesに. Submissions are and された. Annual と ま た, yesterday this year の 発 light ス ペ ク ト ル analytical results を ま と め, CTGS に お け る 発 light お よ び owe 陥 モ デ ル を as 図 し た. This モ デ ル を に future, deep い ド ナ ー owe 陥 を low cut す る こ と で CTGS solar cell の high rate of unseen が expect で き る と exam え て い る. ま た, CTGS に お け る バ ン ド ギ ャ ッ プ の mixed crystal than dependency は, CIGS solar cell に お い て important と な っ て い る バ ン ド エ ン ジ ニ ア リ ン グ に よ る high working rate technology に お い て base plate と な る optical デ ー タ で あ る.

项目成果

Photoluminescence characterization of Cu2Sn1-xGexS3 bulk single crystals

• DOI: 10.1063/1.5050033
• 发表时间: 2018-09
• 期刊: AIP Advances
• 影响因子: 1.6
• 作者: Naoya Aihara;Kunihiko Tanaka

Cu2Sn1-xGexS3バルク単結晶の発光スペクトル

Cu2Sn1-xGexS3 块状单晶的发射光谱

• 发表时间: 2017
• 作者: Imai;R.;Nozaki;T.;Tani;T.;Kaizu;K.;Hibino;K.;Ide;S.;Tamura;S.;Takahashi;K.;Shribak;M.;and Maeshima;K.;粟飯原直也，田中久仁彦;筒井和詩・進矢正宏・工藤和俊;Takashi Kuraishi;粟飯原直也，藤田利樹，田中久仁彦
• 通讯作者: 粟飯原直也，藤田利樹，田中久仁彦

Excitonic and Band-to-Band Transitions in Temperature-Dependent Optical Absorption Spectra of Cu2SnS3 Thin Films

Cu2SnS3 薄膜随温度变化的光学吸收光谱中的激子跃迁和带间跃迁

• DOI: 10.1002/pssb.201700304
• 发表时间: 2017
• 期刊: Physica Status Solidi (B)
• 作者: Naoya Aihara;Hideaki Araki;Kunihiko Tanaka
• 通讯作者: Kunihiko Tanaka

Tepmerature-dependent absorption spectra of Cu2SnS3 thin Films

Cu2SnS3 薄膜的温度相关吸收光谱

• 发表时间: 2017
• 作者: Naoya Aihara;Hideaki Araki;and Kunihiko Tanaka
• 通讯作者: and Kunihiko Tanaka

Cu2Sn1-xGexS3 バルク単結晶からのバンド間再結合発光

Cu2Sn1-xGexS3 块状单晶的带间复合发射

• 发表时间: 2017
• 作者: Imai;R.;Nozaki;T.;Tani;T.;Kaizu;K.;Hibino;K.;Ide;S.;Tamura;S.;Takahashi;K.;Shribak;M.;and Maeshima;K.;粟飯原直也，田中久仁彦
• 通讯作者: 粟飯原直也，田中久仁彦