CdTe化合物半導体のフォトアシスト電析の機構解明とパターンニング技術への展開

CdTe化合物半导体光辅助电沉积机理的阐明及图案化技术的发展

基本信息

批准号：
17760593
负责人：
邑瀬邦明
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

研究代表者は太陽電池材料として期待されているCdTe半導体の低コスト成膜技術としてカソード電析法を研究してきた。ここでは、Te(IV)イオン種の溶解度が低い硫酸酸性浴にかわる電析浴としてアンモニアを含有する塩基性浴を開発し、電析時にカソード表面に可視光を照射することで電析速度が向上するフォトアシスト電析によってCdTe層を製膜している。昨年度の研究において、本研究の目的の一つである電析機構解明に関し、フォトアシスト効果が電析CdTe膜の特性に因るものではなく、電解浴/電極界面の表面反応に起因することが明らかとなった。そこで本年度は、得られたCdTe薄膜を用いて実際に太陽電池を作製し、その特性を、従来法(酸性水溶液からの電析CdTeを使用した場合)と比較評価した。ITO/SnO2からなる透明導電性基板上に、まずCdS層を既存の化学浴析出法によって製膜し、ついで、電析法でCdTeを積層させた。これにさらに背面電極としてAu層を製膜し、太陽電池セルとした。太陽電池特性の評価には、既存のソーラーシミュレータおよびポテンショスタットを使用した。(1)CdS層の膜厚および熱処理、(2)CdTe製膜後の塩化カドミウム処理、および(3)塩化カドミウム処理後の熱処理、の各条件を統一して太陽電池特性を比較したところ、従来法に比べて本研究のフォトアシスト製膜法で得られたCdTe膜を使用した太陽電池のほうが、開回路起電力、短絡電流、および変換効率特性がいずれも向上していることが明らかとなった。本研究で作製した太陽電池で最も特性が良好であったセルは、開回路起電力0.27V、短絡電流17.1mA cm-2、最大変換効率は1.8%であった。従来法(酸性浴)を用いて同じ性状のセルを作製したところ、その特性は開回路起電力0.26V、短絡電流2.68mA cm-2、最大変換効率0.19%であった。

研究人员一直在研究阴极电沉积作为CDTE半导体的低成本膜沉积技术，预计将是太阳能电池材料。在这里，开发了一个含有氨的碱性浴，作为电解沉积浴，代替了具有低溶解度（IV）离子物种溶解度的硫酸浴，并通过光助理电沉积形成CDTE层，从而通过光辅助电沉积速度来增加电解沉积速率，从而通过在电解过程中对天主电气表面的可见光来增加电解沉积速率。在去年的一项研究中，关于本研究的目的之一，关于电解沉积机制的阐明，据表明，光助理效应不是由于电解CDTE膜的特性，而是电解浴/电极界面处的表面反应。因此，今年，实际上使用获得的CDTE薄膜制造了一个太阳能电池，并使用常规方法比较其性能并评估（当使用来自酸性水溶液的电沉积CDTE时）。在由ITO/SNO2制成的透明导电底物上，首先由现有的化学浴沉积方法形成CDS层，然后通过电沉积方法层压CDTE。此外，将AU层形成为后电极以形成太阳能电池。现有的太阳能模拟器和电位抑制剂用于评估太阳能电池性能。通过统一（1）CDS层的膜厚度和热处理的条件，（2）CDTE膜形成后的氯化镉处理，以及（3）氯化镉处理后的热处理时，在比较太阳能电池特性时，（2）氯化镉治疗，（3）通过使用Solar Exties the Solar the formistic the formistic the cd Termistiation the Cdte the the cd Termistiation the Cdte the the cd Temist assist the Cdte the temist assist the cd Termist assist the cdte temist assist the cd The the cdte temist assist的热处理，与常规方法相比。在这项研究中制造的太阳能电池的最佳特性的细胞为0.27V开路电动力，17.1ma cm-2短路电流，最大转化效率为1.8％。当使用常规方法（酸性浴）制造具有相同特性的细胞时，特征是开路电动力为0.26V，短路电流为2.68mA CM-2，最大转化效率为0.19％。