2017 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of defect reduction mechanism and develompment of high efficiency rare-metal free and environmentally friendly solar cell
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15K05980
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
田中 久仁彦 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (30334692)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安井 寛治 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (70126481)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 薄膜太陽電池 / 発光スペクトル / ポテンシャル搖動 / Cu2ZnSnS4 / CZTS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Cu_2ZnSnS_4(CZTS)太陽電池では欠陥がポテンシャル搖動を引き起こし，効率低下の原因となる可能性が指摘されている．本申請では組成比を変化させたCZTSの発光を分析することで，ポテンシャル搖動量を低減する方法を模索し，効率改善を図ることを目的とした．27-28年度は様々な組成比を持つ試料の発光スペクトルからポテンシャル搖動の大きさを調べ，Cuが少ない方がポテンシャル搖動量を減らせること，欠陥がdefect likeであることを明らかとした．28年度後半はCuが少ない試料において，様々な温度で試料を作製し，ポテンシャル搖動量がどの様に変化するかを検討した．その結果，400℃以上でCZTSが生成されること，欠陥はdefect likeであること，成長温度の上昇とともにポテンシャル搖動が減るものの，ほとんど減らないことが判明した．当初の予定では29年度は27-28年度の結果を受けポテンシャル搖動の少ない薄膜を作製し，太陽電池の効率改善を図る予定だったが，申請者が所有するスパッタ装置では組成比調整が難しいことがわかってきたため，固相成長で作製したバルク多結晶においてポストアニールによるポテンシャル搖動の低減を試み，発光スペクトルの観測から搖動の低減が確認できるかを試みた．160℃24時間ポストアニールを施し，その前後でポテンシャル搖動を調べた結果，数meV程度のポテンシャル搖動の減少が確認できた．本研究を通して，発光スペクトルの観測によりポテンシャル搖動を引き起こす欠陥のタイプの同定，Cuが少ないと搖動量が減ること，試料成長温度では搖動量がほとんど変化しないこと，ポストアニールによる搖動量を低減できることがわかった．今後は太陽電池を作製し，太陽電池自体の発光スペクトルからポテンシャル搖動を求め，発電効率との関係を明らかにし，更なる高効率化を図ることが課題となる．
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Research Products
(3 results)
