2020 Fiscal Year Annual Research Report
窒化物半導体薄膜の両極性伝導制御と太陽電池への応用
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19H02427
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
松崎 功佑 東京工業大学, 元素戦略研究センター, 特任助教 (40571500)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 窒化物半導体 / ドーピング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
薄膜太陽電池の光吸収層として用いるために元来ｎ型伝導を示す窒化銅について、大面積形成可能な薄膜製造法の開発とp型ドーパントの探索を行った。
１．酸素分子の負電荷吸着によってキャリア極性反転や見かけ上の電子濃度変化を防ぐため、簡便に表面吸着を抑制し、正確なキャリア濃度を評価する方法を提案した。
２．MBE法による高品質なエピタキシャル薄膜で実証された高い移動度を示す窒化銅について、大面積に形成可能なスパッタ法とポストアニールを組み合わせて、高移動度のｎ型多結晶薄膜を作製し、既報の電子移動度より1桁高い値が得られた。
３．製造工程の観点からp型ドーパントとして知られたフッ素がガラス基板と容易に反応し制御できないため、等電荷ドーパントを使ったp型ドーパントを考案し、正孔濃度の制御が可能になった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
１．緻密な表面パッシベーション膜を窒化銅半導体薄膜上に形成し、より簡便に大気暴露下でも吸着分子の影響を抑制し半導体物性の評価が可能になった。
２．スパッタ法とポストアニールを組み合わせて、光吸収層として必要なp型Cu3N多結晶薄膜の作製とキャリア濃度制御が可能となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度では多結晶薄膜の基礎的な物性制御に重点が置かれたため、今後はｐｎ接合素子作製に注力する。
１．開発したp型ドーピングのメカニズムの解明
２．ｐｎヘテロ接合素子の試作と太陽電池の動作実証
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