2013 Fiscal Year Annual Research Report
超薄型結晶Ｓｉ太陽電池の製造を可能とする大気圧プラズマ高速成膜技術の開発
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22246017
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
安武 潔 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80166503)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大参 宏昌 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00335382)
垣内 弘章 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10233660)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | シリコン / 大気圧プラズマCVD / 大気圧プラズマ酸化 / エピタキシャル成長 / 表面パッシベーション |
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| Research Abstract |
本研究は、大気圧プラズマCVDによるSiエピタキシャル成長特性、および大気圧プラズマ酸化による表面パッシベーション特性を明らかにし、超薄型結晶Si太陽電池の製造を可能とする大気圧プラズマプロセスを開発することを目的とする。
① Si表面パッシベーション技術の開発： Arを希釈ガスとする大気圧プラズマ酸化、およびオープンエアプロセスによる酸化特性を詳しく調べた。Ar大気圧プラズマ酸化によるSiO2/Siの界面準位密度は(1 - 3) x 1010cm-2eV-1、膜中の固定電荷密度は (3 - 6) x 1011cm-2であり、パッシベーション膜として優れた特性であった。オープンエアプロセスでは、大気中N2の混入を抑制するためのガス供給方法が見出され、密閉チャンバープロセスと同等の良好な界面特性が得られた。
② Siエピタキシャル成長条件と成長速度および膜特性の関係解明： 熱流体解析に基づいて設計・製作した水冷型新電極を用いることにより、プラズマ中のプリカーサー濃度の時間変動のない安定したエピタキシャル成長が可能になった。600℃において良好なSiエピタキシャル成長が可能となっており、以前の空冷型電極に比べて2倍以上のSiH4利用効率が得られた。
③ in situ ドーピング技術の開発： B2H6はSiH4に比べて熱分解温度が低いため、ドーピング濃度が電極の温度変動の影響を受け易いという問題があった。水冷型新電極の開発によりこの問題が解決され、安定なin-situドーピングが可能になった。
④ 総括： 大気圧プラズマを用いた超薄型Si太陽電池作製ための要素技術を開発し、低温プロセスの実現が原理的に可能であることを示した。特に、オープンエア大気圧Arプラズマ酸化は最も実用化に近いプロセスと考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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