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ゲルマニウムドット多層膜による高効率シリコン系太陽電池の開発

利用锗点多层薄膜开发高效硅基太阳能电池

基本信息

批准号：
07F07092
负责人：
末光眞希
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07F07092/
关键词：
Geナノドットアイランド太陽電池 Ge islands Nanorings Selective chemical etching

项目摘要

研究の目的は、ゲルマニウム(Ge)ドット多層膜形成過程を明らかにし、同多層膜をp-i-n接合のi層に用いた高効率太陽電池を作製するために必要な知見を得ることである。昨年度は、所望のドット形状と密度を作製するために、ドット成長パラメータの最適化を行った。一方、こうして形成されたGeドットをSi層で挟みつつ、多層化することにより、太陽光の吸収効率を飛躍的に増大させることができる。ところが初年度に明らかにしたように、このように自己組織的に形成されたGeドットをキャッピングすると、そのサイズ、形状、化学組成が劇的に変化する。本年度は、このGeドット形状が大きく変化する現象(ナノリング、ナノハット形成)に関し、その形成過程を光電子顕微鏡を用いて詳細に調べた。その結果、シリコン極薄層でキャップしたGeドット表面は、形成条件によりナノハット、ナノドット、ナノピラミッドという三種類の形状を取ること、それらはGeドットにSiが混入して形成されるSiGe混晶のSi/Ge組成比に由来するものであることを明らかにした。こうした形状は、電子の閉じ込め効果にきわめて大きな影響を持つため、太陽電池の作製においてその制御が重要である。

The purpose of this study is to understand the formation process of Ge multilayer films and the application of Ge multilayer films in high efficiency solar cells. Last year, the desired shape and density were controlled and optimized. In addition, the formation of Ge and Si layers has increased the absorption efficiency of sunlight by leaps and bounds. In the early years, the formation of the body, the shape and the chemical composition of the body were changed. This year, the phenomenon of large change in the shape of Ge particles (formation of Ge particles) is closely related to the formation process of Ge particles and is carefully adjusted by using optoelectronic micromirrors. As a result, the Si/Ge composition ratio of SiGe mixed crystals formed by the incorporation of Ge into Si was determined by the following three types of shapes: Si, Ge, Si, Si, Ge, Si, Si, The shape of the solar cell is very important for the control of the solar cell.