燐化亜鉛太陽電池の高効率化

高效率磷化锌太阳能电池

• 批准号: 02203123
• 负责人: 太田 英二
• 金额: $ 2.94万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02203123/
• 关键词: 燐化亜鉛(Zn_3P_2); 薄膜太陽電池; ヘテロ接合; エピタキシャル成長; MOCVD

燐化亜鉛(Zn_3P_2)は、その構成元素の極めて豊富な地殻埋蔵量から、シリコンに次ぐ低価格を期待できる新素材である。本研究では、MOCVD法、光MOCVD法によってZn_3P_2、ZnSe両薄膜のエピタキシャル成長条件を探り、その光学的、電気的特性評価を行った。また、pーZn_3P_2/nーCdS、pーZn_3P_2/nーZnSe薄膜太陽電池を作製しその特性評価を行った。減圧MOCVD法および光MOCVD法によってZn_3P_2膜エピタキシャル成長条件を探る実験については、基板としてGaAs(100)、ZnSe(GaAs上)およびCdS単結晶を用いて行った。その結果、いずれの基板上においても、世界で初めてZn_3P_2膜をエピタキシャル成長させることに成功し、その条件を決定することができた。同様に、GaAs(100)基板を用いて、ZnSeのMOCVD法によるエピタキシャル成長条件を探る実験を行った。GaAs基板上では、VI/II比が小さな場合を除き、200℃〜250℃の成長温度ではVI/II比によらず、ZnSe膜はエピタキシャル成長した。次に、GaAs(100)上にエピタキシャル成長させたZn_3P_2を基板として、ZnSeのMOCVD法によるエピタキシャル成長を試みた。その結果、VI/II比17、成長温度200〜320℃にてZnSeはエピタキシャル成長していることが確認された。試作したZn_3P_2/CdSヘテロ接合太陽電池においては、光電変換が確認されたが界面の特性改善が不十分なため、大きな効率がでるまでに至らなかった。Zn_3P_2/ZnSe/GaAsヘテロ接合試料として、Zn_3P_2/ZnSe太陽電池を作成した。電流ー電圧特性については、nーZnSe/nーGaAs接合の特性がpーZn_3P_2/nーZnSe接合の特性に重なって表れ、この方法では技術的限界があるため、今後GaAs(100)基板上にZn_3P_2→ZnSeの順に膜をエピタキシャル成長させることとした。

Lead phosphide (Zn_3P_2) is expected to be a new material for the formation of the earth's crust. In this paper, the growth conditions of Zn_3P_2 and ZnSe thin films by MOCVD and photoMOCVD were investigated, and the optical and electrical characteristics of Zn_3P_2 and ZnSe thin films were evaluated Preparation and characterization of Zn_3P_2/n CdS and Zn_3P_2/n thin film solar cells The pressure reduction MOCVD method and the photo-MOCVD method are used to investigate the growth conditions of Zn_3P_2 film, GaAs(100), ZnSe(on GaAs) and CdS crystals. As a result, the growth of Zn_3P_2 film on the substrate is determined by the following conditions: The same as GaAs(100) substrate, ZnSe MOCVD method to explore the growth conditions On GaAs substrate, VI/II ratio is small, except for the growth temperature of 200℃ ~ 250℃, VI/II ratio is small, ZnSe film is small. Next, GaAs(100) on the substrate and Zn3P2 on the MOCVD method Results: VI/II ratio of 17, growth temperature of 200 ~ 320℃, ZnSe growth temperature of 17 ~ 200 ℃. Try to make Zn_3P_2/CdS junction solar cell, photoelectric conversion, confirm the interface characteristics improvement, large efficiency, and so on. Zn_3P_2/ZnSe/GaAs junction sample and Zn_3P_2/ZnSe solar cell fabrication Current voltage characteristics of ZnSe/GaAs junction characteristics of Zn3P2/GaAs junction characteristics of Zn3P2/GaAs junction characteristics of ZnSe junction characteristics of Zn3P2/GaAs junction characteristics of ZnSe junction characteristics of Zn2/GaAs junction characteristics of ZnSe junction characteristics of ZnZn3P2/GaAs junction characteristics of ZnSe junction characteristics of Zn3P2/ZnSe junction characteristics of ZnZnSe junction characteristics of Zn3P2/ZnSe junction characteristics of ZnSe junction characteristics of Zn3P2/ZnSe junction characteristics of ZnSe junction characteristics of Zn3P2/ZnSe junction characteristics of Zn3P2/ZnSe junction characteristics of Zn2/ZnSe junction characteristics of Zn2/Zn2/ZnSe junction characteristics of Zn2/Zn2/Zn2 junction characteristics of Zn2/Zn2

项目成果

A.Kuroyanagi,T.Suda: "Single Crystal Growth and Characterization of Zinc Phosphide" Journal of Crystal Growth. 100. 1-4 (1990)

A.Kuroyanagi，T.Suda：“磷化锌的单晶生长和表征”晶体生长杂志。

K.Kakishita,S.Ikeda,T.Suda: "Zn_3P_2 Epitaxial Growth of MOCVD" Journal of Crystal Growth.

K.Kakishita、S.Ikeda、T.Suda：“MOCVD 的 Zn_3P_2 外延生长”晶体生长杂志。

T.Suda: "Zinc Phosphide Thin Films Grown by Plasma Assisted Vapor Phase Depositton" Journal of Crystal Growth. 99. 625-629 (1990)

T.Suda：“通过等离子体辅助气相沉积生长的磷化锌薄膜”晶体生长杂志。

K.Kakishita,Y.Endo,T.Suda: "Zn_3P_2 Thin Film Grown by IonizedーCluster Beam Deposition." Proceedings of the thirteenth Symposium on Ion Sources and IonーAssisted Technology. VIー8. 255-258 (1990)

K.Kakishita、Y.Endo、T.Suda：“电离簇束沉积法生长的 Zn_3P_2 薄膜”。第十三届离子源和离子辅助技术研讨会论文集 VI-8（1990 年）。