ラジカル制御による高効率アモルファス太陽電池の製作

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06452427
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 上迫 浩一 東京農工大学, 工学部, 助教授 (40092481)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永吉 浩 東京農工大学, 工学部, 教務職員 (80251586) ; 清水 卓夫 東京農工大学, 工学部, 助手 (90015040)
• Keywords: 水素ラジカルCVD / アモルファス太陽電池 / 成膜機構 / アモルファスシリコン / 微結晶シリコン

Research Abstract

本研究はアモルファス太陽電池の高効率化及び高信頼化を図るため、高品質な薄膜を作製するための新しいプロセスを導入すること、及びその手法を太陽電池の製作に適用することを目的としている。
本年度は、新しいプロセスとして水素ラジカルCVD法に着目し、アモルファスシリコンの成膜を行い、膜質を評価した。成膜条件の最適化の方向を検討するため、計算機シミュレーションによる反応機構の解析も行った。その結果、以下の知見が得られた。
水素ラジカルの供給方法として、本研究では、高密度な水素ラジカルを生成できる、水素ガスをマイクロ波励起する方法を採用する。そこでまず、水素ラジカルの供給量を定量するため、ピラニゲージで採用されている白金線の温度変化を検出する方法を試みた。その結果、水素ラジカルの相対量を検出できることが検証された。
水素ラジカルCVD法によるアモルファスシリコンの作製を行った結果、特に原料ガスとして用いたジシランの流量に対する膜特性の依存性に顕著な変化が認められた。ジシラン流量が多い時には、光感度、光劣化特性とも良好な、高品質なアモルファス薄膜を作製できることが実証された。またジシラン流量が少ない時には、微結晶化が起こることが見出された。これは反応室に供給された水素ラジカルが、ジシランと反応してアモルファス薄膜を形成する以外に、膜成長表面にも作用を及ぼし結晶化を促進していることを示している。これらの結果は、水素ラジカルCVD法により、高効率なアモルファス太陽電池を製作できる可能性を示唆している。
反応機構の計算機シミュレーションの結果、膜構造の原料ガス流量依存性に対応して、気相中のラジカル種の濃度分布にも大きな変化が現れることが確認された。