高効率多層アモルファス太陽電池の高エネルギ照射劣化現象

高效多层非晶太阳能电池高能辐照衰减现象

• 批准号: 63603011
• 负责人: 吉田 明
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 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: 1988
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1988 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-63603011/
• 关键词: シンクロトロン放射光; グロー放電分解; マイクロ波励起水素放電管; 水素化アモルファスシリコン; 光誘起劣化; 電子スピン共鳴

高効率アモルファス太陽電池実用化のための開発研究が盛んに進められているが、光照射による劣化現象については未解決である。本研究では、現在まで殆ど調べられていない軟X線を含むシンクロトロン放射光(SR光)を始めとし、ガンマ線による照射における劣化現象を明らかにし、光誘起劣化の原因を調べ、欠陥生成機構を解明する。さらに種々のプロセス技術を用いて作製した素子の光誘起効果を調べ、劣化対策への指針を得ることを目的としている。プラズマCVD(化学気相成長)法により作製した水素化アモルファスシリコン(a-Si:H)膜にSR光照射を行ったところ、光伝導度は照射時間に反比例する結果が得られ、可視光照射の場合とは劣化機構が全く異なることがわかった。さらに、アニールによる回復過程を電子スピン共鳴法を用いて調べたところ、劣化原因はSi未結合手を含む欠陥であることがわかった。以上の結果から、欠陥生成機構として「直接切断モデル」を提案した。また、回復過程の活性化エネルギーとして約1eVが得られ、水素の移動による欠陥消滅機構が考えられた。光CVD法により作製したa-Si:Hは高品質で光劣化も比較的少ないと言われている。しかし、膜形成および光劣化機構の詳細は明らかでない。そこで、今回、マイクロ波励起の窓なし水素放電管による光源を用い、ジシランガスを励起・分解することにより膜形成を試みた。この方法は窓なしのため短波長光が効率よく照射できるとともに高密度プラズマを反応室に導入可能である。その結果、成膜温度250℃において光感度比10^7が得られ、従来のプラズマCVD法で作製した場合に比べて高品質な膜が形成でき、高効率太陽電池作製プロセスとして有望であると考えられる。光劣化については、現状では、従来膜と同様な劣化機構を示した。

The development of solar cells with high efficiency has been studied. The degradation phenomenon caused by light irradiation has not been solved. In this study, we investigated the mechanism of photoinduced degradation in soft X-ray radiation (SR light). In addition, the use of technology to control the light induced effect of the element, to adjust the degradation of the target, to achieve the target. The chemical vapor deposition (CVD) method is used to prepare the aqueous phase of the SR film (a-Si:H). When the SR film is irradiated with light, the optical conductivity is inversely proportional to the irradiation time. The degradation mechanism is completely different in the case of visible light irradiation. The recovery process of the electron resonance method is used to adjust the temperature of the silicon and the cause of degradation is not contained in the silicon. As a result of the above, the defect generation mechanism is proposed to "directly cut off the defect." The activation and recovery process of the catalyst is about 1eV, and the removal mechanism of the catalyst is discussed. Photo-CVD method for manufacturing a-Si:H has high quality and relatively low photo-degradation. Film formation and optical degradation mechanism are described in detail. The light source, excitation, decomposition and film formation of the film are tested. This method is based on the efficiency of short-wavelength light irradiation and the possibility of introducing high-density light into the reflection chamber. As a result, the film formation temperature is 250℃, the light sensitivity ratio is 10^7, and the CVD method is more suitable for forming high-quality films and high-efficiency solar cells. Light degradation, status quo, and film degradation mechanisms are shown.

项目成果

A.Yoshida: UVSOR Activity Report. 15. 74-75 (1988)

A.Yoshida：UVSOR 活动报告。

斎藤洋司: 表面. 27. (1989)

斋藤洋二：表面27。（1989）

A.Yoshida.: UVSOR Activity Report,to be published. 16. (1989)

A.Yoshida.：UVSOR 活动报告，即将出版。

Y.Saito.: Journal of Applied Physics. 65. 2552-2553 (1989)

Y.Saito.：应用物理学杂志。

斎藤洋司: 第49回応用物理学学術講演会予稿集. 344 (1988)

斋藤洋二：第 49 届应用物理会议论文集 344 (1988)。