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新規高効率太陽電池創製のための分光学的手法による欠陥生成メカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number 17J10853
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Electronic materials/Electric materials
Research InstitutionNagaoka University of Technology

Principal Investigator

粟飯原 直也  長岡技術科学大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsバンドエンジニアリング / 欠陥低減 / CTGS / 発光スペクトル / 薄膜太陽電池 / 励起子発光 / ドナー・アクセプタ対再結合発光 / Cu2Sn_1-xGe_xS3
Outline of Annual Research Achievements

本年度はCu2Sn1-xGexS3 (CTGS)太陽電池高効率化において必須となる欠陥起源の特定および低減のため、昨年度観測したCTGSバルク単結晶からの発光スペクトルのさらなる解析・考察を行った。昨年度の研究において、ドナーアクセプター対再結合発光のアクセプター準位の起源として、IV族元素が関与しない欠陥を予想したが、他研究グループの理論計算結果からCu空孔が起源であると予想した。また、バンド間再結合発光の解析から、室温298 Kにおいて非常に小さな光学ボーイングパラメータb ~ 0.1 eVを得た。これらの成果をまとめ、米国物理学協会誌AIP Advancesに投稿し、受理された。
また、昨年度と本年度の発光スペクトル解析結果をまとめ、CTGS系における発光および欠陥モデルを作図した。本モデルを基に今後、深いドナー欠陥を低減することでCTGS太陽電池の高効率化が期待できると考えている。また、CTGS系におけるバンドギャップの混晶比依存性は、CIGS太陽電池において重要となっているバンドエンジニアリングによる高効率化技術において基盤となる光学データである。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Photoluminescence characterization of Cu2Sn1-xGexS3 bulk single crystals2018

    • Author(s)
      Aihara Naoya、Tanaka Kunihiko
    • Journal Title

      AIP Advances

      Volume: 8 Issue: 9 Pages: 095323-095323

    • DOI

      10.1063/1.5050033

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Excitonic and Band-to-Band Transitions in Temperature-Dependent Optical Absorption Spectra of Cu2SnS3 Thin Films2017

    • Author(s)
      Naoya Aihara, Hideaki Araki, Kunihiko Tanaka
    • Journal Title

      Physica Status Solidi (B)

      Volume: 255 Issue: 3 Pages: 1700304-1700304

    • DOI

      10.1002/pssb.201700304

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Tepmerature-dependent absorption spectra of Cu2SnS3 thin Films2017

    • Author(s)
      Naoya Aihara, Hideaki Araki, and Kunihiko Tanaka
    • Organizer
      27th International Photovoltaic Science and Engineering Conference (PVSEC-27)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cu2Sn1-xGexS3 バルク単結晶からのバンド間再結合発光2017

    • Author(s)
      粟飯原直也,田中久仁彦
    • Organizer
      平成29 年度多元系化合物・太陽電池研究会年末講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Cu2Sn1-xGexS3バルク単結晶の発光スペクトル2017

    • Author(s)
      粟飯原直也,藤田利樹,田中久仁彦
    • Organizer
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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