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中低温イオン液体を用いた新規アモルファスシリコン薄膜形成法

新型中低温离子液体非晶硅薄膜形成方法

基本信息

批准号：
20656117
负责人：
野平俊之
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20656117/
关键词：
シリコン電析イオン液体アモルファス太陽電池中低温

项目摘要

太陽電池用シリコン薄膜を安価かつ大:量に製造するためには、電析法によるシリコン薄膜形成が有望である。本研究では、申請者が開発した中低温イオン液体であるZnCl2-NaCl-KCl系(使用温度200-250℃)やZnCl2-EMPyrCI系(使用温度100-200℃)を電解質として用い、高品質なアモルファスシリコン薄膜を電析させることを目的としている。平成21年度は、前年度に引き続きシリコン源としてSiCl4を用いて実験を行った。実験温度が200-250℃の場合に有望なZnCl2-NaCl-KCl系について、常圧ではSiCl4溶解度が低いが、加圧することで溶解度が上昇することが分かった。次に、ZnCl2-EMPyrCl系(ZnCl2:EMPyrCl=50:50mol%)において、作用極にニッケル板、対極にはグラッシーカーボンロッド、参照極には亜鉛線を用い、アルゴン雰囲気下のグローブボックス内で、ヒーターにより浴温を150℃に保持して電析実験を行った。定電位電解によりサンプルを作成し、XPS、SEM、EDXにより分析した結果、シリコンが電析されたことが示唆された。特に、その電析速度は1時間で約10μmと、室温イオン液体TMHATFSA系と比較して約100倍であることが分かった。

Solar cell thin films are expected to be produced in large quantities by electrodeposition. This study aims to develop a medium and low temperature liquid system such as ZnCl2-NaCl-KCl system (operating temperature 200-250℃) or ZnCl2-EMPyrCl system (operating temperature 100-200℃), an electrolyte system, and a high quality thin film. In 2011, the company launched a series of projects to promote the development of SiCl4. When the temperature is between 200 and 250℃, the solubility of ZnCl2-NaCl-KCl system is expected to decrease. When the pressure is increased, the solubility of SiCl4 increases. In addition, ZnCl2-EMPyrCl system (ZnCl2:EMPyrCl=50:50mol%) is suitable for reaction, reaction electrode, reaction electrode, reference electrode and lead wire. The results of constant potential electrolysis were analyzed by XPS, SEM and EDX. In particular, the electrodeposition rate is about 10μm in 1 time, and the liquid TMHATFSA system at room temperature is about 100 times higher than that at room temperature.