2001 Fiscal Year Annual Research Report
高効率薄膜太陽電池のためのCu-In-S系化合物単結晶薄膜の作製とその評価
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13650006
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
小林 敏志 新潟大学, 工学部, 教授 (30018626)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大石 耕一郎 長岡工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (90300558)
坪井 望 新潟大学, 工学部, 講師 (70217371)
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| Keywords | 太陽電池 / CuInS_2 / CuIn_5S_8 / 真空蒸着 / エピタキシャル成長 / X線回折 / 高速電子線回折 |
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| Research Abstract |
研究の目的:高効率薄膜太陽電池材料の基礎研究として、良質なCuInS_2単結晶薄膜(エピタキシャル成長膜)を作製し、その評価をすることを目的とした。
試料作製:通常の真空蒸着装置を改造して、Si(100)ウェーハ上にCuInS_2薄膜を堆積した。原料であるCu、InおよびSを充填した三つのセル(蒸発源)の各温度を独立に制御し堆積膜の組成を調整した。ウェーハ温度400oCのときは、CuとSセル温度を固定し、Inセル温度を変化させるとCuInS_2薄膜とCuIn_5S_8薄膜を作り分けることができた。ウェーハ温度が500℃のときは更に細かく組成を制御するため、最適条件の近くでInとS温度を固定し、Cu温度を調整したところ化学量論的組成のCuInS_2薄膜を堆積することができた。
結品評価と結晶構造解析:得られた膜の組成をX線マイクロアナリシス(EPMA)で求めた。結晶評価と構造解析をX線回折(XRD)と高速電子線回折(RHEED)によって行った。400℃と500℃で堆積した膜はCuInS_2の組成を有し、エピタキシャル成長した。多結晶の存在はXRDでは認められなかったが、RHEEDでは400℃で作製した膜にわずかに認められた。これはウェーハ温度を500℃に上げると殆ど消失した。結晶構造はバルクに見られるカルコパイライト構造ではなく、緩和したスファレライト構造もしくはCu-Au構造であった。
光学的測定:得られた薄膜にLD励起グリーンレーザの光を照射し、バンド端におけるホトルミネッセンス測定を行うべく準備中である
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