2004 Fiscal Year Annual Research Report
ルミネッセンスを利用した太陽電池用半導体材料の精密診断技術の開発
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16206002
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Japan Aerospace Exploration Agency |
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Principal Investigator |
田島 道夫 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部・衛星探査工学研究系, 教授 (30216965)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今泉 充 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 総合技術研究本部, 副主任開発部員
川北 史朗 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 総合技術研究本部, 開発部員
大島 武 日本原子力研究所, 高崎研究所・材料開発部・極限環境材料研究グループ, 研究員・副主任
高本 達也 シャープ(株), 電子部品事業本部ソーラーシステム事業部, 主事
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| Keywords | レミネッセンス / 太陽電池 / 結晶評価 / 放射線劣化 |
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| Research Abstract |
本年度は初年度であり,本研究の要である選択励起フォトルミネッセンス(PL)法とエレクトロルミネッセンス(EL)法により各種太陽電池材料の評価が精確に行えることを実証した.さらにルミネッセンス信号検出の高感度化・高信頼性化を検討した.
宇宙用多接合太陽電池(InGaP_2/GaAs/Ge)セルに対し,侵入深さの異なる種々の波長の励起光を用いて各サブセルを選択的に励起することにより,各サブセルからのPL信号を分離して検出することに成功した.また太陽電池の順方向通電によっても各サブセルからのルミネッセンス信号を捉えることが出来た.以上によりデバイスのままの構造で非破壊,非接触にて各層の評価を行うことが可能であることを実証した.この手法により1MeVの電子線を照射した多接合セルについて照射量依存性を測定することにより,GaAs, Ge, InGaP_2の順に耐放射線性が強くなることを明らかにした.またスペクトル解析より,InGaP_2セルの自然超格子の有無,GaAs層へのIn添加効果などに関する知見が得られた.
また,優れた耐放射線性を持つことから次世代宇宙用太陽電池として注目されているCu(In,Ga)Se2(CIGS)太陽電池について,陽子線照射効果を調べた.陽子線照射により、バンド端発光が減少し、0.8eV付近の深い準位の発光が増大すること,そして熱処理によってバンド端発光が回復し、0.8eV付近の深い準位の発光が減少することが明らかとなった.
装置の高感度化に関しては,当初は既有のPL測定装置の試料からのルミネッセンス光集光部をそのまま利用し,光ファイバー分岐により可視光領域CCDを備えた専用の分光計に接続させる計画であったが,予備実験の結果,光の損失がかなり大きいことが判明し,集光部も含め新たな測定系を設計することとした(次年度課題).
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