化合物半導体薄膜太陽電池の大面積化に関する研究

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本研究では太陽電池用材料に必要な大面積薄膜を作製することを目的として、一度の堆積で化合物半導体が得られるone-step法に着目し堆積を行なった。太陽電池用材料として注目されているCuInSe_2,CuInS_2およびこれらの混晶CuIn(Se,S)_2について電着を試み以下の知見が得られた。1.one-step法によるCuInSe_2,CuInS_2薄膜の電気めっき堆積条件について検討した。その結果、CuInSe_2の方がCuInS_2に比べて電着しやすいことがわかった。CuInSe_2は電着溶液のpHが1.5〜2.0までの溶液で、電着電位が-1.0〜-1.8Vまでの広い範囲で化学両論組成の堆積膜が得られた。一方、化学両論組成のCuInS_2が得られる条件はpHが2.0〜2.5、電着電位が-1.3〜-1.7Vの比較的狭い範囲であった。また、CuIn(Se,S)_2混晶の作成を試み、SeとSの比を変えた堆積膜の作製に成功した。2.堆積基板として2×7cmのスライドガラス上にMo金属電極を堆積したものを用いて、電着膜の密着性および面内の均一性について検討した。堆積基板が大きくなるとめっき曹内の電極配置および溶液の攪拌速度が、均一性に大きく影響を与えることがわかった。3.上記の実験により得られた薄膜に電気炉を用いて真空中で熱処理を行った。X線回折測定による評価で、熱処理温度とともにカルコパイライト相の成長が見られたが、CuIn,CuSe等の異相も存在することがわかった。4.熱処理を行った結果、比較的異相の少ない試料について金属/半導体接続を形成して電気特性について検討した。Al/CuInSe_2およびAl/CuIn(Se,S)_2について整流性を確認した。