アモルファス・シリコンの中距離構造の制御と新機能創成

非晶硅中程结构的控制和新功能的创造

• 批准号: 11120215
• 负责人: 清水 勇
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11120215/
• 关键词: 化学アニーリング法; a-Si:H膜; アバランシェ増倍効果; ビディコン型撮像素子; 中距離構造; 非線形現象; ブロッキング電流; リーク電流

CA法によってa-Si:Hのバンドギャップを1.48〜2.1eVまで制御幅を拡げることに成功した。1.52eVのバンドギャップを持つ膜を用いてテクスチャ基板上に太陽電池を試作し、昨年度までよりも長波長感度が改善されることを確認した。また、CA法で作製した高品質ワイドギャップ(Eg=1.9eV)a-Si:H膜を用いて、アモルファスシリコンによるアバランシェ増倍効果発現の試みを昨年度に引き続き行った。デバイス構造としては、正孔のブロッキング層として最適であったn型a-Si:H(PH_3/SiH_4=250ppm、膜厚200nm)を用いた。電子のブロッキング層としては、Ptを用いたSchottky障壁、p型a-Si:H、Sb_2S_3およびa-SiN:Hを用いてブロッキング特性評価を行った。最終的に、a-SiN:Hを用いることで逆バイアス印加電界を>8x10^5V/cmにまで向上させることに成功した。しかしながら、この場合でもPt、p-type a-Si:H、Sb_2S_3などを用いた場合と同様、高電界の逆バイアス印加による大きなリーク電流が認められ、その絶対値はほとんど変化していなかった。このことは、(1)CA法、220℃に作製したi層上に作製するため、a-SiN:Hの作製温度が220℃と低く、ブロッキング層として十分に高品質ではない、(2)暗電流のリークがa-SiN:H側界面によってのみ決定されているのではなく、n/i界面側にも原因が有るなどの可能性を示唆している。また、複数のブロッキング層を1製膜室で作製せざるをえないため、ブロッキング層に不純物が混入することで欠陥密度が比較的高くなっている可能性も残る。以上のことから、さらに高電界印加を可能にし、アバランシェ増倍を実現するためには、(i)正孔のブロッキング層の再検討、(ii)n/i界面の高品質化、(iii)3つ以上の製膜室を持ち、不純物混入を極力避けられる作製装置の検討が必要とか返えられた。

CA method によってa-Si:H バ バ ドギャップを ドギャップを1.48-2.1eVまで control amplitude を拡げる とに とに とに success た た 1.52 eV の バ ン ド ギ ャ ッ プ を を つ membrane with い て テ ク ス チ ャ substrate に solar cell を try し, yesterday's annual ま で よ り も long wavelength sensitivity が improve さ れ る こ と を confirm し た. ま た, CA で cropping し た high-quality ワ イ ド ギ ャ ッ プ (Eg = 1.9 eV) a - Si: H film を with い て, ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン に よ る ア バ ラ ン シ ェ raised times sharper fruit 発 の now try み を yesterday annual に lead き 続 き line っ た. デ バ イ ス tectonic と し て は, is の ブ ロ ッ キ ン グ layer と し て optimum で あ っ た n type a - Si: H (PH_3 / SiH_4 = 250 PPM, film thickness of 200 nm) を with い た. Electronic の ブ ロ ッ キ ン グ layer と し て は, Pt を い た Schottky barrier, p type a - Si: H, Sb_2S_3 お よ び a - SiN: H を with い て ブ ロ ッ キ ン グ characteristics evaluation 価 を line っ た. Final に, a - SiN: H を with い る こ と で inverse バ イ ア ス Inca electricity industry を > 8 x10 ^ 5 v/cm に ま で upward さ せ る こ と に successful し た. し か し な が ら, こ の occasions で も Pt, p - type a - Si: H, Sb_2S_3 な ど を with い と た occasions with others, high electric の inverse バ イ ア ス Inca に よ る big き な リ ー ク current が recognize め ら れ, そ の unique numerical は seaborne ほ と ん ど variations change し て い な か っ た. こ の こ と は, (1) the CA method, 220 ℃ に cropping し た I level に cropping す る た め, a - SiN: H の cropping が a temperature of 220 ℃ low と く, ブ ロ ッ キ ン グ layer と し て very に high-quality で は な い, (2), dark current の リ ー ク が a - SiN: H side interface に よ っ て の み decided さ れ て い る の で は な く, n/I interface There is a に に cause が and a るな <s:1> <s:1> a を possibility を suggesting て る る る. ま た, plural の ブ ロ ッ キ ン グ を 1 the membrane chamber で cropping せ ざ る を え な い た め, ブ ロ ッ キ ン グ layer に impurity content が mixed with す る こ と で owe 陥 density が relative high く な っ て い も residual る る possibilities. Above の こ と か ら, さ ら に high electricity industry Inca を may に し, ア バ ラ ン シ ェ raised times を be presently す る た め に は, (I) hole is の ブ ロ ッ キ ン グ の 検 win again, (ii) n/I interface の high quality (iii), above 3 つ の membrane room を hold ち, impurity content in mixed with を to avoid け ら れ る cropping device の beg が 検 necessary と か return え ら れ た .

项目成果

K. Ohkawa, I. Shimizu, H. Sato, K. Komaru, T. Kamiya, C.M. Fortmann: "Stability of a-Si : H solar cells deposited by Ar-Treatment or by ECR techniques"Technical digest of 11th International Photovoltaic Science and Engineering Conference. 403-404 (1999)

K. Ohkawa、I. Shimizu、H. Sato、K. Komaru、T. Kamiya、C.M.

W. Futako, K. Yoshino, C.M. Fortmann, I. Shimizu: "Wide band gap amorphous silicon thin films prepared by chemical annealing"J. Appl. Phys.. 85. 812-818 (1999)

W. 二子，K. 吉野，C.M.

I. Shimizu: "Formation of Stable Si0network at Low Ts by Controlling Chemical Reaction at Growing Surface"Technical digest of 11th International Photovoltaic Science and Engineering Conference. 181-184 (1999)

I.清水：“Formation of Stable SiOnetwork at Low Ts by Controlling Chemical Reaction at Growing Surface”第十一届国际光伏科学与工程会议技术文摘。

Wataru Futako, Toshio Kamiya, C.M. Fortmann, Isamu Shimizu: "The structure of 1.5 to 2.1 eV band gap amorphous silicon films prepared by chemical annealing"J. Non-Cryst. Solids, in print. (2000)

二子涉、神谷俊雄、C.M.

H. Sato, K. Fukatani, W. Futako, T. Kamiya, C.M. Fortmann, I. Shimizu: "High quality narrow gap (〜1.52eV) a-Si : H with Improved stability fabricated by excited inert gas treatment"Technical digest of 11th International Photovoltaic Science and Engineerin

H. Sato、K. Fukatani、W. Futako、T. Kamiya、C.M. Fortmann、I. Shimizu：“高质量窄带隙 (~1.52eV) a-Si ：通过激发惰性气体处理制备的稳定性更高的 H”技术文摘第十一届国际光伏科学与工程大会