2018 Fiscal Year Research-status Report
化合物薄膜太陽電池光吸収層に対する欠陥評価技術の開発とそれを用いた評価
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17K06345
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
伊藤 貴司 岐阜大学, 工学部, 教授 (00223157)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 太陽電池 / 光吸収 / 欠陥評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Cu2ZnSn（S,Se)4薄膜太陽電池の量子効率スペクトルを、白色バイアス光照射下で測定することで、高エネルギー領域の量子効率が減少し、バイアス光強度の増加に伴い、その変化が大きくなることが、研究協力先の東工大のグループで見いだされた。この現象はバンドギャップ内の欠陥準位と関係した現象である可能性が考えられた。本研究の目的は、迅速な欠陥評価技術の開発とそれを用いた化合物薄膜太陽電池の光吸収層の欠陥評価である。当初、本年度は、フーリエ変換光電流分光法（FTPS法）による光吸収測定と、欠陥評価に関する他の方法による測定を行う計画であったが、欠陥が関係する可能性がある上記の現象を、FTPS法を用いて調べることとした。
白色バイアス光照射により、フォトンエネルギー1.4eV以上で内部量子効率（IQE）が減少することを確認した。また、バンドギャップエネルギー領域より低エネルギー領域に観測される指数関数裾からアーバックエネルギーEuを算出し、白色バイアス光の強度に対するEuの変化について調べ、白色バイアス光の強度増加に伴い、Euが増加することを見出した。さらに、バイアス光照射下で得られたIQEからバイアス光照射なしで得られたIQEの差ΔIQEのスペクトルを求めた。その結果、1.3eV付近にピークが観測された。また、その大きさがバイアス光強度の増加に伴い増加することから、1.3eV付近のピークはバンドギャップ内の準位に関する吸収であり、この準位が高エネルギー領域のIQE減少を起こしている可能性が考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
「研究実績の概要」でも述べたが、当初、本年度は、フーリエ変換光電流分光法（FTPS法）による光吸収測定と、欠陥評価に関する他の方法による測定を行う計画であった。しかし、計画とは変更して、欠陥が関係する可能性がある白色バイアス光照射により量子効率が変化する現象を、本研究で開発している評価法を用いて調べることを優先した。本研究の目的は、迅速な欠陥評価技術の開発とそれを用いた化合物薄膜太陽電池の光吸収層の欠陥評価であることから、当初計画とは異なるが、欠陥に関する情報が得られた可能性があることから、おおむね順調に進展していると考えられるが、欠陥評価に関する他の方法による測定を行い、その相関を調べるという当初予定は進んでいないことから、やや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
白色バイアス光照射による量子効率の変化に関係すると考えられる、ΔIQEスペクトルで観測された1.3eV付近のピークがギャップ内の準位に関するものか、デバイスシミュレーション等を用いて検証する。また、本研究で開発した評価方法で得られた結果との相関性を調べるため、昨年度実施しなかった、欠陥評価に関する他の方法による測定を行う。上記を通して、評価法の確立とそれを用いた化合物薄膜太陽電池の評価を行う。
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