IV族微結晶材料の禁制帯幅制御と薄膜太陽電池への応用に関する研究

IV族微晶材料禁带宽度控制及其在薄膜太阳能电池中的应用研究

• 批准号: 05J08428
• 负责人: 宮島 晋介
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J08428/
• 关键词: 太陽電池; ワイドギャップ材料

ワイドギャップIV族微結晶(微結晶3C-SiC:Hおよび微結晶SiC:Ge:H)のバンドギャップ制御およびこれを用いた太陽電池デバイス作製に必要な基礎技術の開発に取り組んだ。バンドギャップ制御に関しては、ホットワイヤーCVD法を用いた微結晶SiC:Ge:Hの作製に取り組んだ。従来から使用しているジメチルゲルマンに加え、モノメチルゲルマンを用いたGe添加を試みた。初めに、モノメチルゲルマンとジメチルゲルマンの分解効率を検討したところ、モノメチルゲルマンの分解効率がジメチルゲルマンより高いことが明らかになった。しかしながら、モノメチルゲルマンを用いて作製した微結晶SiC:Ge:Hを評価した結果、ジメチルゲルマンを用いて作製したものと比較して大きな違いは認められなかった。作製を目指す微結晶SiC:Ge:H結晶はGe-C結合を含むが、モノメチルゲルマン、ジメチルゲルマンともにGe-CH3結合を含んでいる。このため、膜中のGe濃度を増やすためにはGe-C-Geのような形の結合を含む原料を用いる必要があると考えられる。また、デバイス作製基礎技術の開発としては、微結晶3C-SiC:Hのドーピング技術(特にp形薄膜の作製)に重点をおいて研究を行った。微結晶3C-SiC:Hの作製時に、Al源であるトリメチルアルミニウムもしくはジメチルアルミニウムハイドライドを添加することにより、p形膜の作製を試みた。トリメチルアルミニウムを用いた実験の結果、基板温度280℃で膜を堆積した場合は、膜の導電率が10^<-6>S/cm程度と低いことが明らかになった。これはドーパントが水素により不活性化されたためである。水素による不活性化は、基板温度350℃で製膜することにより抑制でき、10^<-3>S/cm程度の導電率が得られることを見出した。さらに、デバイスのプロトタイプとしてp, iおよびnの全ての層が微結晶3C-SiC:HからなるP-I-Nダイオードの作製を行った。作製したダイオードは整流性および光電特性を示したが、量子効率スペクトルを解析した結果、i層中の欠陥密度が10^<18>cm^<-3>程度と高いことが明らかになった。今後、この材料系を実用化するためには、更なる欠陥密度の低減が必要である。

The development of basic technologies necessary for the manufacture of solar cells is a key component of the development of microcrystals (microcrystalline SiC:H and microcrystalline SiC:Ge:H) in the IV group. The preparation of microcrystalline SiC:Ge:H by CVD method To use this method, you need to add Ge to it. The first time, the first time. The results of the evaluation of SiC:Ge:H are as follows: Preparation of SiC:Ge:H crystals contains Ge-C bonds and Ge-CH3 bonds. The Ge concentration in the film increases, and the Ge-C-Ge combination is necessary for the use of raw materials. The development of basic technology for micro-crystalline 3C-SiC:H (especially for p-type thin films) is focused on research. During the fabrication of microcrystalline 3C-SiC:H, Al sources were added to the film, and the fabrication of p-type films was tested. When the substrate temperature is 280℃ and the film is deposited, the conductivity of the film is about 10^<-6>S/cm. The water element is not active. Water element deactivation, substrate temperature 350℃, film deposition, suppression, conductivity of 10^<-3>S/cm, etc. All layers of micro-crystalline 3C-SiC:H are fabricated from P-I-N. As a result of the analysis, the density of the defect in the i-layer is 10 <18>cm<-3>. In the future, this material system will be used in the future, and the reduction of the density will be necessary.

项目成果

Annealing characteristics of Al-doped hydrogenated microcrystalline cubic silicon carbide films

Al掺杂氢化微晶立方碳化硅薄膜的退火特性

• 发表时间: 2005
• 期刊: MRS SYMPOSIUM PROCEEDINGS 862
• 作者: 川口拓之;岡田英史;Yuya Oaki;Yuya Oaki;Yuya Oaki;Yuya Oaki;Yuya Oaki;Shigeyuki Muto;Junko Yahiro;Hiroaki Imai;Yuya Oaki;Kozue Furuichi;Takashi Miura;Kozue Furuichi;今井宏明;Yuya Oaki;Yuya Oaki;Yuya Oaki;Hiroaki Uchiyama;Hiroaki Imai;Shinsuke Miyajima et al.
• 通讯作者: Shinsuke Miyajima et al.