In_2Se_3多結晶薄膜を用いた高効率薄膜太陽電池の開発

利用In_2Se_3多晶薄膜开发高效薄膜太阳能电池

• 批准号: 13750006
• 负责人: 岡本 保
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kisarazu National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750006/
• 关键词: In_2Se_3; III-VI族化合物半導体; 多結晶薄膜太陽電池; 欠損性ウルツ鉱構造; タンデム型太陽電池; HI-VI族化合物半導体

欠損性ウルツ鉱構造を有するγ-In_2Se_3は、禁制帯幅1.9eVの直接遷移型半導体であり、タンデム型太陽電池のトップセル用材料として適している。前年度までにγ-In_2Se_3のエピタキシャル成長に成功し、強い励起子発光を示すなど優れた光学的特性を有することを明らかにしてきた。また、MBE法によりγ-In_2Se_3多結晶薄膜の作製を試みてきたが、作製した膜にはα-In_2Se_3(禁制帯幅1.4eV)がかなり含まれていた。本研究では、製膜条件の制御によりIn_2Se_3多結晶薄膜の構造制御を行った。In_2Se_3多結晶薄膜は、製膜温度を400℃または500℃として、ガラス基板上に1時間製膜した。VI/III比は1〜60の範囲で変化させた。膜厚は約1.2μmである。X線回折測定の結果よりVI/III比が10以上と大きいときには、γ-In_2Se_3とα-In_2Se_3両方の回折ピークが観測されているが、VI/III比を4以下と小さくすることにより、α相をほとんど含まないγ-In_2Se_3多結晶薄膜が得られていることがわかった。しかし、VI/III比を1とさらに小さくすると、組成比が1:1の層状構造を有するInSeが形成されることがわかった。また、光導電率スペクトルの測定から、VI/III比が10以上と大きい場合には吸収端が1.4eV付近であるのに対して、VI/III比を4以下にすると吸収端が1.9eV付近にシフトし、α相による吸収がほとんどないことが明らかとなった。

Owe meaning ウ ル ツ 鉱 a す を construction る gamma In_2Se_3 は, banned 帯 picture 1.9 eV の direct migration type semiconductor で あ り, タ ン デ ム type solar cell の ト ッ プ セ ル materials と し て optimum し て い る. Before the annual ま で に gamma In_2Se_3 の エ ピ タ キ シ ャ ル に し success, strong growth い excitation screwdriver 発 light を shown す な ど optimal れ た optical properties を have す る こ と を Ming ら か に し て き た. ま た, MBE に よ り gamma In_2Se_3 を try the more crystalline film の cropping み て き た が, cropping し た membrane に は alpha In_2Se_3 (1.4 eV) ban 帯 picture が か な り containing ま れ て い た. In this study, で で, film-making conditions で, によ によ In_2Se_3 polycrystalline films <s:1>, construction を, った. を In_2Se_3 は crystal film and the membrane temperature 400 ℃ ま た は 500 ℃ と し て, ガ ラ ス substrate に 1 time the membrane し た. The VI/III ratio 囲で 1 to 60 <s:1> range 囲で varies させた. The film thickness である is approximately 1.2μmである. Determination of X-ray inflexion の results よ り VI/III is greater than 10 above と が き い と き に は, gamma In_2Se_3 と alpha In_2Se_3 struck party の inflexion ピ ー ク が 観 measuring さ れ て い る が, VI/III is smaller than を 4 following と さ く す る こ と に よ り, alpha を ほ と ん ど containing ま な い gamma In_2Se_3 crystal film Youdaoplaceholder0 gives られて る る とがわ とがわ った った った. し か し, VI/III を 1 と さ ら に small さ く す る と, composition than が 1:1 を の layered structure have す る InSe が form さ れ る こ と が わ か っ た. ま た, optical electric rate ス ペ ク ト ル の determination か ら, VI/III is greater than 10 above と が き い occasions に は suction 収 が pay nearly 1.4 eV で あ る の に し seaborne て, VI/III を below 4 に す る と suction 収 が pay nearly 1.9 eV に シ フ ト し, alpha に よ る suction 収 が ほ と ん ど な い こ と が Ming ら か と な っ た.

项目成果

Tomohiko Ohtsuka, Kazuyuki Nakanishi, Tamotsu Okamoto, et al.: "Epitaxial Growth of the γ-In_2Se_3 Films by Molecular Beam Epitaxy"Jpn. J. Appl. Phys.. 40. 509-512 (2001)

Tomohko Ohtsuka、Kazuyuki Nakanishi、Tamotsu Okamoto 等：“通过分子束外延生长的 γ-In_2Se_3 薄膜”J. Appl. 40. 509-512 (2001)

Tamotsu Okamoto, Akira Yamada, Makoto Konagai: "Molecular Beam Epitaxial Growth of Vacancy-Ordered III_2-VI_3 and II-III_2-VI_4 Compounds"Ternary and Multinary Compounds in the 21st Century, IPAP Books 1. 162-167 (2001)

Tamotsu Okamoto、Akira Yamada、Makoto Konagai：“空位有序 III_2-VI_3 和 II-III_2-VI_4 化合物的分子束外延生长”21 世纪的三元和多元化合物，IPAP Books 1. 162-167 (2001)

Tamotsu Okamoto, Akira Yamada, Makoto Konagai: "Molecular Beam Epitaxial Growth of Vacancy-Ordered III_2-VI_3 and II-III_2-VI_4 Compounds"Ternary and Multinary Compounds in the 21st Century, IPAP Books. 1. 162-167 (2001)

Tamotsu Okamoto、Akira Yamada、Makoto Konagai：《空位有序 III_2-VI_3 和 II-III_2-VI_4 化合物的分子束外延生长》21 世纪的三元和多元化合物，IPAP 书籍。

Tomohiko Ohtsuka, Kazuyuki Nakanishi, Tamotsu Okamoto, et al.: "Epitaxial Growth of the γ-In_2Se_3 Films by Molecular Beam Epitaxy"Jpn.J.Appl.Phys. 40. 509-512 (2001)

Tomohtsuka Ohtsuka、Kazuyuki Nakanishi、Tamotsu Okamoto 等：“通过分子束外延生长 γ-In_2Se_3 薄膜”Jpn.J.Appl.Phys. 40. 509-512 (2001)