| Research Abstract |
クリーンで無尽蔵な太陽エネルギーを利用した太陽光発電が注目されている。この太陽光発電を実用化させるためには、高効率・低価格な太陽電池を開発することが重要な課題である。本研究では、光吸収係数が大きいことから薄膜化による低コスト化およびバンドギャップを理論最適値に調整可能なことによる高効率化が期待できるカルコパイライト型半導体薄膜を取り扱う。太陽電池の作製に要求される大面積化に適用可能な新しい手法(三元化合物シーケンス蒸着法)により、Cu(In,Ga)(S,Se)_2カルコパイライト型薄膜を作製し、太陽電池用として具備すべき特性を有する材料の作製方法を確立する。さらに、太陽電池を試作し、その特性を評価する。
(1)CuGaSe_2/CuInSe_2からの蒸着によるCu(In,Ga)Se_2薄膜の作製
1段目にCuGaSe_2、2段目にCuInSe_2、3段目にSe蒸気を供給しながらCu(In,Ga)Se_2薄膜を作製した。3段目の基板温度が500℃以上では薄膜はCu-richとなった。基板温度490℃以下の薄膜で、太陽電池の発電を確認した。
(2)CuGaSe_2/CuInSe_2+In_2S_3からの蒸着によるCu(In,Ga)(S,Se)_2薄膜の作製
1段目にCuGaSe_2、2段目にCuInSe_2+In_2S_3同時蒸着、3段目にSe蒸気を供給しながらCu(In,Ga)(S,Se)_2薄膜を作製した。In_2S_3供給量を変化させることにより、Cu(In,Ga)(S,Se)_2薄膜の組成を制御できた。さらに、Cu(In,Ga)(S,Se)_2薄膜太陽電池を試作し、その発電を確認した。
(3)蒸着されたCuGaSe_2/CuInGaSe_2プリカーサへのS+Se供給によるCu(In,Ga)(S,Se)_2薄膜の作製
CuGaSe_2/CuInGaSe_2を順次蒸着した後、S+Se混合蒸気を供給しながらCu(In,Ga)(S,Se)_2薄膜を作製した。熱処理温度の上昇とともに、Cu(In,Ga)(S,Se)_2薄膜の結晶粒が増大した。さらに、Cu(In,Ga)(S,Se)_2薄膜太陽電池を試作し、その発電を確認した。
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