2018 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of higher-manganese-silicide thin films for near-infrared absorption solar cells
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17K18971
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
林 慶 東北大学, 工学研究科, 准教授 (70360625)
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2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 太陽電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、近赤外光を吸収するp型、n型マンガンシリサイド(Mn1-xFexSiγ~1.73)の薄膜太陽電池の作製である。現在普及している太陽電池は近赤外光をエネルギー源として用いておらず、太陽光エネルギーから電気エネルギーに変換するエネルギー変換効率は約20%である。現状の薄膜太陽電池と本研究で開発する近赤外光も吸収できる薄膜太陽電池と組み合わせることができれば、エネルギー変換効率を約30%まで向上できると予想される。
本研究の課題は以下の3つである。(1)p型、n型薄膜のキャリア密度の制御、(2)ドロップレットのないp型、n型Mn1-xFexSiγ薄膜の作製、(3)pn接合膜の試作と評価である。
今年度は(2)のドロップレットのないMn1-xFexSiγ薄膜の作製と(3)pn接合膜の試作と評価を実施した。ターゲットとサファイア基板の間に、ドロップレットを除去するための回転するウィングブレードを組み込み、Mn1-xFexSiγ薄膜を作製した。ウィングブレードの回転速度が速いほど、ドロップレットの数は減少、ドロップレットの大きさ小さくなったが、完全に除去することはできなかった。そこで、Mn1-xFexSiγ薄膜でpn接合を作るのではなく、p型あるいはn型のMn1-xFexSiγバルク単結晶試料上に、n型あるいはp型のMn1-xFexSiγ薄膜を製膜することにした。溶融合成法によって作製したMn1-xFexSiγバルク試料は、xが小さい範囲でのみ単結晶になることを明らかにした。この試料にMn1-xFexSiγ薄膜を製膜し、pn接合を形成することに成功した。
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