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エキシマレーザ誘起CVD法によるアモルファスシリコン太陽電池の高効率化の研究

准分子激光诱导CVD法提高非晶硅太阳能电池效率的研究

基本信息

批准号：
60045025
负责人：
吉川明彦
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Energy Research
财政年份：
1985
资助国家：
日本
起止时间：
1985 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-60045025/
关键词：
エキシマレーザ光CVD a-Si 太陽電池

项目摘要

1.トリシランを用いたアモルファスシリコン(a-Si)膜の堆積ArFエキシマレーザ(波長193nm)を用い、ジシランよりも分子内の電子励起による光吸収の吸収端がより長波長側にありその吸収断面積が大きいトリシランを直接光分離し、a-Si膜を生成した。さらに、その電気的・光学的特性を測定し、このa-Si膜の太陽電池材料への応用を検討した。その結果、(1)ジシランの場合よりもレーザパワーが半分以下でも同様の高い成長速度(約600Å/min)が得られ、低パワーでも高速成膜が可能であることがわかった。また、(2)光学的バンドギャップは1.8〜2.0eVと大きく、光導電率も【10^(-6)】S/cmと太陽電池材料として十分な特性を有するa-Si膜が得られることが明らかとなった。2.レーザ照射による基板温度上昇の解析ArFエキシマレーザはパルスレーザであるため、その瞬間的なパワーは非常に高くなり、基板にこのレーザビームが直接照射された際の温度上昇の影響は無視できない。そこで、レーザの最大パワー密度が1MW/【cm^2】の場合、Si及びガラス基板にレーザが直接照射される時の基板温度上昇を数値計算により見積もった。その結果、(1)表面における最大上昇温度は、Siで約40℃、ガラスで約30℃と膜生成にはそれほど影響はないことがわかった。しかし、この値はレーザパワーに比例して大きくなるため考慮が必要であることが明らかとなった。また、(2)これらの温度上昇は基板の極く表面付近(約3μm以内)で起こることがわかったが、これは、紫外領域における物質の吸収係数が大きく熱拡散定数が小さいためであると言える。さらに、(3)パルス幅がその周期に対し非常に狭い(パルス幅:10nsec、周期:【10^6】nses)ために、次のレーザパルスが来るまでに温度上昇は十分減衰して、定常的な影響を及ぼさないことを確認した。

1. Deposition of a thin film of silicon (a-Si) with a wavelength of 193nm. Direct photoseparation of a thin film of silicon (a-Si) with a wavelength of 193nm. In this paper, the electrical and optical characteristics of a-Si film are measured, and the application of a-Si film as solar cell material is discussed. The results are as follows: (1) In the case of film formation, the film formation speed is high (about 600/min), and the film formation speed is high (about 600/min). (2) Optical properties: 1.8 ~ 2.0eV, photoconductivity: 10^(-6) S/cm, solar cell materials: 10^(-6) S/cm, solar cell materials: 10 ^(-6) 2. Analysis of substrate temperature rise during direct irradiation When the maximum density of Si and Si substrates is 1MW/cm^2, the substrate temperature rise at the time of direct irradiation is calculated. Results: (1) The maximum temperature rise of the surface is about 40℃, and the film formation is about 30℃. For the sake of clarity, consider the following: (2) The temperature rise of the substrate is close to the surface of the substrate (within about 3μm). The absorption coefficient of the substance in the ultraviolet field is large. The thermal dispersion coefficient is small. (3) The amplitude of each cycle is very narrow (amplitude:10nsec, cycle: [10^6] nses).