2000 Fiscal Year Annual Research Report

環境に優しい半導体β-FeSi2を用いた太陽電池の研究

Research Project

Project/Area Number	12450137
Research Institution	University of Tsukuba
Principal Investigator	長谷川文夫筑波大学, 物理工学系, 教授 (70143170)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	秩父重英筑波大学, 物理工学系, 助教授 (80266907) 末益崇筑波大学, 物理工学系, 講師 (40282339)
Keywords	太陽電池 / 鉄シリサイド / 多層膜法 / 同時蒸着法 / 移動度 / 伝導型制御
Research Abstract	安くて高効率で且つSeのような有害物質が含まれない太陽電池開発を目的に、資源が豊富で環境に優しい直接遷移型半導体β-FeSi_2の高品質連続膜の作製を試みた。今年度は2つの方法を試みた。1つはFeとSiの比を1:2にするために、Feを0.5nm、Siを1.6nm交互に40層蒸着し、凝集を防ぐためにSiO2膜をその上に蒸着し、900℃、14時間のアニールを行った。その結果以下のようなことが判った。イ)Si/Fe比が1.85以下の場合(Siが不足する場合)p型、1.85以上(Feが不足)の場合、n型、になる。ロ)2つのドナー準位(〜0.7eV,〜0.22eV)、2つのアクセプター準位(〜0.11eV,〜0.19eV)が観測された。ハ)正孔移動度の方が電子移動度より大きい(正孔の有効質量が電子のそれより小さい)。ニ)p型で約12,000cm^2/V.sec、n型で約8,000cm^2/V.sec(いずれも低温での値)という、従来の数倍から1桁近く高い価が得られた。 2つ目は同時蒸着によるβ-FeSi_2連続膜の作製である。FeおよびSiの蒸着速度の制御を改善し、FeとSiの比を1:2になるように同時蒸着を行うことにより、高品質β-FeSi_2連続膜を得ることが出来た。特に、Si基板温度を470℃にして同時蒸着した場合には、凝集することなく、約1μmの厚いβ-FeSi_2連続膜を得ることが出来た。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] K.Takakura: "Donor and Acceptor Levels in Undoped β-FeSi_2 Continuous Films Prepared from Si/Fe Multilayers on Si (001) Substrates"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.40,No.3B(掲載予定). (2001)
[Publications] T.Suemasu: "Dependence of photoluminescence from β-FeSi_2 and induced deep levels in Si on the size of embedded β-FeSi_2 balls in Si "Thin Solid Films. Vol.381. 209-213 (2001)
[Publications] T.Suemasu: "Room Temperature 1.6μm Electroluminescence from a Si-Based Light Emitting Diode with βーFeSi_2 Active Region"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.39,No.10B. L1013-L1015 (2000)
[Publications] T.Suemasu: "Optimum annealing condiction for 1.5μm photoluminescence from reactive deposition epitaxy β-FeSi_2 balls embedded in Si crystals"Journal of Luminescence. Vol.87-89. 528-531 (2000)
[Publications] K.Takakura: "Control of the Conduction Type of Nondoped High Mobility β-FeSi_2 Films Grown from Si/Fe Multilayers by Change of Si/Fe Ratios"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.39,No.8A. L789-L791 (2000)
[Publications] 末益崇: "環境にやさしい直接遷移型半導体β-FeSi_2の研究の現状と将来展望"応用物理. Vol.39,No.7. 804-810 (2000)

2000 Fiscal Year Annual Research Report

環境に優しい半導体β-FeSi2を用いた太陽電池の研究

Principal Investigator

長谷川 文夫 筑波大学, 物理工学系, 教授 (70143170)

Research Products

[Publications] K.Takakura: "Donor and Acceptor Levels in Undoped β-FeSi_2 Continuous Films Prepared from Si/Fe Multilayers on Si (001) Substrates"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.40,No.3B(掲載予定). (2001)

[Publications] T.Suemasu: "Dependence of photoluminescence from β-FeSi_2 and induced deep levels in Si on the size of embedded β-FeSi_2 balls in Si "Thin Solid Films. Vol.381. 209-213 (2001)

[Publications] T.Suemasu: "Room Temperature 1.6μm Electroluminescence from a Si-Based Light Emitting Diode with βーFeSi_2 Active Region"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.39,No.10B. L1013-L1015 (2000)

[Publications] T.Suemasu: "Optimum annealing condiction for 1.5μm photoluminescence from reactive deposition epitaxy β-FeSi_2 balls embedded in Si crystals"Journal of Luminescence. Vol.87-89. 528-531 (2000)

[Publications] K.Takakura: "Control of the Conduction Type of Nondoped High Mobility β-FeSi_2 Films Grown from Si/Fe Multilayers by Change of Si/Fe Ratios"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.39,No.8A. L789-L791 (2000)

[Publications] 末益崇: "環境にやさしい直接遷移型半導体β-FeSi_2の研究の現状と将来展望"応用物理. Vol.39,No.7. 804-810 (2000)

長谷川文夫筑波大学, 物理工学系, 教授 (70143170)