Fabrication of photovoltaic cells using amorphous carbon films

使用非晶碳薄膜制造光伏电池

• 批准号: 22360302
• 负责人: OHTAKE Naoto
• 金额: $ 10.48万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22360302/
• 关键词: プラズマ処理・レーザー加工; アモルファス炭素; 太陽電池; プラズマ処理; ダイヤモンド; 二酸化炭素排出削減; DLC

This report describes fabrication of doped amorphous carbon films and its application to photovoltaic cells. Pulse magnetron sputtering method was used to deposit amorphous carbon films. Nitrogen, antimony and boron were used as the dopants, because nitrogen and antimony are 15-group elements, and boron is 13-group element. Annealing process was utilized to reduce defect density of amorphous carbon films. Deposited films were annealed under Ar and H2 plasma atmosphere. Annealed amorphous carbon films with antimony of 1.0 [mol%] under H2 plasma atmosphere at 900 [℃] showed band gap of 2.63 [eV] and dangling bond density of as low as 3.0×10^16 [cm-3]. This value is as same as amorphous silicon films. Finally, photovoltaic cell consisting of amorphous carbon was fabricated. It was found that the cell generates Voc of 20～49.0 mV，and Isc of0.01uA.

本文介绍了掺杂非晶碳薄膜的制备及其在光伏电池中的应用。采用脉冲磁控溅射法沉积非晶碳膜。由于氮和锑是15族元素，硼是13族元素，所以选用氮、锑和硼作为掺杂剂。采用退火工艺降低了非晶碳薄膜的缺陷密度。沉积膜在氩和氢等离子体气氛下退火。在900[℃]H2等离子体气氛下，锑含量为1.0 [mol%]的非晶态碳膜的带隙为2.63 [eV]，悬垂键密度低至3.0×10^16 [cm-3]。该值与非晶硅膜相同。最后，制备了由非晶碳组成的光伏电池。实验结果表明，该电池的Voc值为20~49.0 mV， Isc值为0.01 ua。

项目成果

金属含有アモルファスカーボン薄膜の合成と電気的特性評価

含金属非晶碳薄膜的合成及电性能评价

• 发表时间: 2011
• 作者: 奥山紘章;大竹尚登
• 通讯作者: 大竹尚登

アダマント薄膜の合成と太陽光発電素子としての評価

金刚石薄膜的合成及其太阳能发电装置的评价

• 发表时间: 2012
• 作者: 折橋広樹、小山佳一;ら;齋藤 啓（大竹尚登）
• 通讯作者: 齋藤 啓（大竹尚登）

Sb含有アモルファス炭素膜の合成と電気的特性評価

含Sb非晶碳薄膜的合成及电性能评价

• 发表时间: 2010
• 期刊: 第58回応用物理学関係連合講演会講演予稿集
• 作者: 奥山絋章;斉藤啓;大竹尚登
• 通讯作者: 大竹尚登

アダマント薄膜の合成と太陽光発電素としての評価

金刚石薄膜的合成及其作为光伏元件的评价

• 发表时间: 2012
• 作者: 折橋広樹、小山佳一;ら;齋藤啓,奥山紘章,赤坂大樹,大竹尚登.
• 通讯作者: 齋藤啓,奥山紘章,赤坂大樹,大竹尚登.

Deposition and Electronic Characteristics of Antimony Doped Amorphous Carbon Films

锑掺杂非晶碳薄膜的沉积及其电子特性

• 发表时间: 2011
• 作者: Hiroaki Okuyama;Naoto Ohtake
• 通讯作者: Naoto Ohtake