フォトアシスト電析法によるアルカリ性水溶液からのCdTe半導体薄膜の作製

光辅助电沉积碱性水溶液制备CdTe半导体薄膜

• 批准号: 11750713
• 负责人: 邑瀬 邦明
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750713/
• 关键词: 光アシスト効果; テルル化カドミウム; 化合物半導体; 化合物電析; 半導体薄膜; 太陽電池; 光触媒; 組成制御

太陽電池材料として期待されているCdTeの低コスト製膜技術として電析法を研究してきた。ここでは、Te(IV)種の溶解度が低い硫酸酸性浴にかわるCdTe電析浴としてアンモニア-アルカリ性浴を用い、電析時にカソード表面に可視光を照射することにり、電析電流が増大し、電流効率も向上する現象を調べている。本年度は光アシスト電析の際の電解電位がCdTe薄膜の組成およびモルフォロジーにおよぼす影響について研究した。電解浴はpH10.7のアンモニア-アルカリ性緩衝液に10mM TeO_2および60mM CdSO_4を溶解させ調製した。カソード基板には金めつき銅板を用いた。電解はすべて温度70℃で行った。光照射の光源には500Wキセノンランプを用いた。薄膜の同定はXRD、表面観察はSEM、元素分析はEPMAにより行った。カソード分極曲線において、光に対する応答は電位-0.30V vs SHEより卑な電位で見られたことから、光応答は析出したCdTe膜によるものであると考えられる。照射光波長に対する応答の依存性も、光アシスト現象が電析したCdTe薄膜による光触媒反応であることを示唆した。通電電気量を1.5Cとし、様々な電位で定電位電解を行ったところ、-0.74〜-0.25Vの広い電位領域で、化学量論組成に近いCdTe薄膜が得られた。いずれの電位でも、電析物中のCd含有量は光非照射下で得られたものに比べてわずかに増大し、その結果、電位-0.74〜-0.70VではCd-richの析出物となった。このCd-rich薄膜は微量の単体Cdの共析により粒状あるいは珊瑚状の表面形態となった。Cd析出の理論電位-0.732Vより高い-0.70Vにおいても単体Cdの析出が起こるのは一種の光誘起アンダーポテンシャル作用と思われる。光照射・非照射にかかわらず、化学量論組成のCdTeが析出する条件での電析電流は時間とともに徐々に低下した。光照射によって電解電流は20倍以上増大しており、その結果、電解時間は大幅に短縮された。

Solar cell materials are expected to be researched and researched on CdTe's low-temperature film-making technology and electrolysis method. The solubility of Te(IV) species is low and the sulfuric acid acid bath is used for CdTe electrolysis bath and CdTe electrolysis bath.い. During electrolysis, the surface is exposed to visible light, the electrolysis current is increased, and the current efficiency is increased. This phenomenon is adjusted. This year's research on the influence of electrolysis potential on the composition of CdTe films by electrolysis of light was carried out this year. The electrolytic bath was prepared by dissolving 10mM TeO_2 and 60mM CdSO_4 in a buffer solution of pH 10.7. The カソード substrate is made of gold and the copper plate is used. The temperature of electrolysis is 70℃. Light source には 500W キセノンランプを use いた. The thin film was determined by XRD, surface observation was carried out by SEM, and elemental analysis was carried out by EPMA.カソードpolarization curveにおいて、光に対する応Answer potential-0.30V vs SHE has a low potential and a high potential, and a CdTe film has been precipitated by the light. The wavelength of the irradiation light is dependent on the wavelength of the light, and the photocatalyst phenomenon is the electrolysis of the CdTe film and the photocatalyst reaction is the same. The energized electric quantity is 1.5C, the constant potential electrolysis of the constant potential, the potential range of -0.74~-0.25V, and the stoichiometric composition of the CdTe thin film is close. The potential of the electrolyte and the Cd content in the electrolyte are compared with the Cd content under non-irradiation of light. The result of increasing the temperature and potential is -0.74~-0.70V and the Cd-rich precipitate.このCd-rich film は trace の unitary Cd の eutectoid に よ り granular あ る い は coral-like の surface morphology と な っ た. Theoretical potential of Cd precipitation-0.732Vより高い-0.70VにおいてもSingle C dのPrecipitation が起こるのは A kind of の光inducing action of アンダーポテンシャルと思われる. Light irradiation and non-irradiation, stoichiometric composition, CdTe precipitation, conditions, electrolysis current, time, and low temperature. Light irradiation can increase the electrolysis current by more than 20 times, and as a result, the electrolysis time can be significantly shortened.

项目成果

邑瀬 邦明 ほか: "アルカリ浴からの電解によるCdTe半導体薄膜の作製"金属. 69巻10号. 894-904 (1999)

Kuniaki Ouse 等人：“通过碱性浴电解制备 CdTe 半导体薄膜”，第 69 卷，第 10 期，894-904 (1999)。

Kuniaki Murase et al.: "Potential-pH Diagram of the Cd-Te-NH_3-H_2O system and Electrodeposition Behavior of CdTe from Ammoniacal Alkaline Baths"Journal of the Electrochemical Society. 146巻5号. 1798-1803 (1999)

Kuniaki Murase 等人：“Cd-Te-NH_3-H_2O 系统的电位-pH 图和氨碱浴中 CdTe 的电沉积行为”，电化学学会杂志，第 146 卷，第 5 期，1798-1803 年（1999 年）。 ）

Kuniaki Murase et al.: "Control of Composition and Conduction Type of CdTe Film Electrodeposited from Ammonia Alkaline Aqueous Solutions"Journal of the Electrochemical Society. 146巻12号. 4477-4484 (1999)

Kuniaki Murase 等人：“氨碱性水溶液电沉积 CdTe 薄膜的成分和导电类型的控制”，电化学学会杂志，第 146 卷，第 12 期。4477-4484 (1999)

Kuniaki Murase et al.: "Electrodeposition of CdTe from Basic Aqueoas Solution Containing Ethylenediamine"Journal of the Electrochemical Society. 148巻3号(印刷中). (2001)

Kuniaki Murase 等人：“含乙二胺的碱性水溶液中的 CdTe 的电沉积”，《电化学学会杂志》第 148 卷，第 3 期（出版中）。

Kuniaki Murase et al.: "Morphology of CdTe Electrodeposited from Ammoniacal Basic Aqueous Solutions"Proceeding of the 1st International Symposium on Morphalogy Evolution of Electrodeposits. (印刷中). (2001)

Kuniaki Murase 等人：“从氨碱性水溶液中电沉积的 CdTe 的形态”第一届国际电沉积形态演化研讨会论文集（2001 年出版）。