2020 Fiscal Year Research-status Report
Evaluation and development of tunneling oxide of Si solar cell using laser terahertz emission microscope (LTEM)
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20K05697
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
望月 敏光 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (30549572)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | テラヘルツ時間領域分光 / シリコン / 表面パッシベーション / 原子層堆積法 / 酸化膜 / 酸化アルミ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
テラヘルツ時間領域分光による評価法により得られる情報は容量-電圧法などにより得られるそれに非常に近いが表面が絶縁性であることを要求しない。そこで本年度はテラヘルツ時間領域分光によるシリコン表面の非絶縁膜によるパッシベーション特性の評価の一環として、トンネル酸化膜たりうる厚さ領域で原子層堆積法(ALD)により成膜されたシリコン酸化膜および酸化アルミ(AlO)/シリコン酸化膜(SiO)多層膜の特性を様々な膜厚及び熱処理条件下で系統的に評価した。ALD酸化膜にあってはテラヘルツ放射の波形は熱酸化膜のそれに類似していたが少数キャリアライフタイムと非常につよい逆相関が得られた。これはテラヘルツ時間領域分光を行う為の励起光による表面ポテンシャルのスクリーニング効果によるものと考えられ、テラヘルツ時間領域分光による表面ポテンシャル評価を定量化する場合の課題となる。ALD AlO/SiO多層膜にあっては、SiO 1nmの上にAlO 10 nmを積層した膜とSiOを省略しAlOのみをのせた膜で非常に似通った信号が得られたが、SiO 10 nmの上にAlO 10 nmを積層した試料にあっては中央部ではAlOを弱くしたような信号が、やや外側にあってはTHz放射が殆ど発生せず外縁部でTHz放射の波形が反転し酸化膜と同様の波形が得られた。これは成膜時にAlOのチャージアップをSiOが抑制したことの証拠であるとともに、膜の均一性が非常に高いとされるALD酸化膜であってもパッシベーション特性から見ると影響の大きい厚さあるいは電気的特性の不均一があることの証拠でもあり、ALDによるパッシベーション膜の成膜における今後の課題である。本内容はEUPVSECおよび応用物理学会に発表された。
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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
シリコン結晶太陽電池の研究にあってはシリコン単体では到達しえない高効率な太陽電池の開発が非常に盛んになっており、本研究にあってもタンデム型太陽電池あるいは熱回収太陽電池といったタイプの太陽電池を念頭においたシリコンプロセスの開発を最終的な目標に据えた系の開発を重視している。特にペロブスカイト太陽電池とシリコン太陽電池のタンデム型太陽電池に使えそうな表面パッシベーションプロセスの開発を行っており、本年度の成果はそこから派生したものといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究はここからSiN膜、あるいはペロブスカイト太陽電池の下処理たるITO,あるいは直接成膜でタンデム化しうるシランカップリング系などを中心に検討して行き、作成試料をテラヘルツ時間領域分光で評価し、開発の加速に役に立つだけでなくその本質の理解も深めたい。
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| Causes of Carryover |
見積競争等により調達物が予想より安価であったため。
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Research Products
(2 results)
