高効率太陽電池用半導体薄膜材料の開発に関する基礎研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05680425
• Research Institution: Nagano National College of Technology
• Principal Investigator: 中澤 達夫 長野工業高等専門学校, 電子情報工学科, 助教授 (70126689)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 蔵之内 真一 長野工業高等専門学校, 電気工学科, 助手 (50225249)
• Keywords: 太陽電池 / 半導体薄膜 / one-step dcposition / ケミカルバス法 / CIS / 電気めっき法

Research Abstract

平成6年度は前年度の結果を踏まえ、太陽電池の中間層として重要な役割を果たしている硫化カドミウム(CdS)の、ケミカルバス法による堆積についてさらに検討を加えるとともに、新たにCISの電気めっき法による作製を試みた。
ケミカルバス法によるCdS薄膜の堆積では、原溶液中のカドミウムイオンの供給源として前年度とは異なる試薬を用いて堆積した膜について比較検討を行った結果、以下の知見が得られた。
1.よう化カドミウムおよび硫酸カドミウムを原料に用いて堆積した場合、酢酸カドミウムから堆積した膜よりも広範囲の堆積条件下でくもりやムラのない良好な膜が得られた。
2.よう化カドミウムから堆積した場合膜厚は10分程度で飽和するが、硫酸カドミウムの場合は20分程度であり、前者の方が反応が速いと考えられる。
3.同一基板上への堆積を複数回繰り返した場合、膜厚はほぼ堆積回数に比例して増加し、膜厚の増加に伴ったくもりなどは見られなかった。また、この膜では、X線回折測定によりCdS(llexagonal)の明瞭なピークが観察され、導電率は光照射により大きく変化することがわかった。
電気めっき法によるCIS薄膜の作製については、Cu-In-Seの三元素を同時に堆積させるone-step堆積法、および、Cu-In合金堆積後にSe化を行う方法について基礎的な条件の検討を行った結果、以下のことがわかった。
1.one-step堆積膜では、大気中、200℃の熱処理を行うことによりCuInSc_2のX線回折ピークが観察され、また、Seが過剰に存在する。
2.Cu-In合金のSe化法では、Se雰囲気中での熱処理により200℃でCISの他、CuSeなど多くの異相が形成される。

Research Products

• [Publications] S.Kuranouchi,T.Nakazawa et al.: "Cadmium sulfide thin films prepared by chemical bath deposition method." Solar Energy Materials and Solar Cells. 35. 185-191 (1994)
• [Publications] T.Nakazawa,S.Kuranouchi et al.: "Cadmium-Zinc Sullide Thin Films Prepared by Chemical Bath Deposition for The CIS Solar Cells." Proceedings of 12th European Photovoltaic Solar Energy Conference. 601-603 (1994)
• [Publications] S.Kuranouchi,T.Nakazawa et al.: "Studies on Deposition Conditions of CBD-CdS Thin Films." Proceedings of lst Magneto-Electronics International Symposium. 113-115 (1994)