界面の制御によるMIS型太陽電池の高効率化

通过控制界面提高MIS太阳能电池的效率

• 批准号: 08218241
• 负责人: 小林 光
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Osaka 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08218241/
• 关键词: 太陽電池; MIS; シリコン; KCN′; 界面準位; トラップ準位; 第一原理計算; 酸化膜

〈ITO/シリコン酸化膜/n型シリコン〉構造を持つ太陽電池に、KCN処理(0,1M KCNに数秒浸しその後沸騰水で10分洗浄)を施すことにより、光起電力と曲線因子が向上することを見いだした。多結晶シリコンを基板とする太陽電池では、KCN処理によって暗電流密度の温度依存性が増加すると共に、暗電流密度が減少した。これは、シリコンの空乏層中のトラップ密度が減少することによって、暗電流のメカニズムがtrap-assisted multistep tunnelingからthermionic-assisted tunnelingに変化するためであると結論した。さらに、電極のコンダクタンスの測定から、KCN処理によるトラップ密度の大幅な減少も観測された。単結晶シリコンを基板に用いる太陽電池についても、KCN処理を施すことにより、光励電力が増加した。暗電流密度の温度依存性の測定から、エネルギー障壁高が約0.1eV増加することが分かった。CNの電子親和力は3.9eVと非常に大きいため、シリコン表面またはシリコン酸化膜中にCN^-イオンとして存在していると考えられる。CN^-イオンの存在によってシリコン酸化膜中で電位勾配が生じ、シリコンのバンドエッジが上方にシフトすることによって、シリコン中のエネルギー障壁高が増加し、光起電力が増加したと結論した。また、電極コンダクタンスの測定及び、我々が開発した"バイアス電圧印加時のXPSスペクトルの測定"の結果、界面準位密度がKCN処理により減少することが分かった。クラスターモデルを用いた第一原理計算の結果、シリコンダングリングボンドにCN^-の炭素原子が結合し、その構造が直線的であることが分かった。また、ダングリングボンドにCN^-が吸着することによって、シリコンのバンドギャップ内からエネルギー準位が除去されることが分かった。

〈ITO/シリコン acidified film/n-type シリコン〉 structure をholding solar cell に, KCN processing (0,1M KCN is soaked in boiling water for a few seconds and then washed in boiling water for 10 minutes). Polycrystalline substrates are used for solar cells, KCN processing is used to increase the temperature dependence of dark current density, and the dark current density is reduced.これは、シリコンののトラップdensity reduction in the depletion layerすることによって、Dark currentのメカニズムがtrap-assisted multistep tunnelingからthermionic-assisted tunnelingに変化するためであると Conclusionした.さらに, electrode のコンダクタンスのmeasurement から, KCN treatment によるトラップdensity のsignificantly reduced もmeasurement された. Single crystalline solar cell substrates are used, KCN processed solar cells are used, and photoelectric power is added. The temperature dependence of the dark current density was measured and the barrier height was increased by approximately 0.1eV. CN has an electron affinity of 3.9eV, a very large surface area, and a very large surface area. The presence of にCN^-イオンとして in the acidified film of はシリコンと卡えられる. CN^-The existence of イオンのによってシリコン acidification film is in the potential coordination of the raw material, the シリコンのバンドエッジが upper partシフトすることによって, シリコン中のエネルギーBarrier High がincreasing し, Hikari Electric Power がincreasing したと Conclusion した.また、electrode コンダクタンスのmeasurement and び、我々が开発した"バイアスelectric pressure stamping time のXPS The result of "スペクトルのmeasurement", the interface level density was reduced by KCN treatment and it was divided into points.クラスターモデルをThe result of calculation based on the first principles of いた、シリコンダングリングボンドにCN^-The combination of carbon atoms and the structure of the straight lines are divided into two parts.また、ダングリングボンドにCN^-が sucking することによって、シリコンのバンドギャップ内からエネルギーquasi-position が except されることが分かった.

项目成果

H.Kobayashi: "Palladium-Promoted oxidation of Si at low temperatures" Appl.Surf.Sci.

H.Kobayashi：“钯在低温下促进硅的氧化”Appl.Surf.Sci。

H.Kobayashi: "Improvement of 〈indium-tik-oxide/silicon oxide/n-Si〉 junction solar cell characteristics by cyanido treatment" J.Appl.Phys.(印刷中). (1997)

H.Kobayashi：“通过氰基处理改善<氧化铟/氧化硅/n-Si>结太阳能电池特性”J.Appl.Phys.（出版中）。

K.Namba: "Effect of chemical oxide layers on platinum-enhanced oxidation of silicon" J.Appl.Phys.(印刷中). (1997)

K.Namba：“化学氧化物层对硅的铂增强氧化的影响”J.Appl.Phys.（出版中）。

H.Kobayashi: "Interface state-induced shift of the oxide and semiconductor core levels for metal-oxide-semiconductor devices" J.Appl.Phys.80(3). 1578-1582 (1996)

H.Kobayashi：“金属氧化物半导体器件中氧化物和半导体核心能级的界面态诱导变化”J.Appl.Phys.80(3)。

H.Kobayashi: "Interface states for MOS devices with an ultrathin oxide layer" The Physics and Chomistry of SiO_2 and the Si-SiO_2 interface. 3. 497-508 (1996)

H.Kobayashi：“具有超薄氧化层的 MOS 器件的界面状态”SiO_2 和 Si-SiO_2 界面的物理和化学性质。