2016 Fiscal Year Annual Research Report
Growth and bandgap controll of Cu2ZnSn(S, Se)4 single crystal grown by traveling heater method
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26289378
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
吉野 賢二 宮崎大学, 工学部, 教授 (80284826)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 高効率太陽電池材料 / 半導体 / バルク結晶成長 / 基礎物性評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在、太陽電池開発において特に重要である低コスト・低毒素・高効率を達成し得る可能性を持つ新規材料である化合物半導体Cu2ZnSnS4(CZTS)、Cu2ZnSnSe4(CZTSe)、Cu2ZnSn(S, Se)4(CZTSSe)は、レアメタルを使用しておらず、現在高い変換効率を達成しているCuInGaSe2(CIGS)の代替材料として期待されている。これまでに基礎研究としてCZTS、CZTSe単結晶技術を確立し、単結晶を用いて電気伝導メカニズムおよび光生成キャリアの緩和、局在ダイナミックスを中心とした報告を行ってきた。CZTSおよびCZTSe結晶は、融点以上でケステライト相と異相が存在するため、混晶のCZTSSe結晶も融点以上でケステライト相と異相が存在すると予想される。そのため、融点からの成長に適しておらず、融点以下で溶媒から析出成長させるTHM（移動ヒーター法）を利用した。縦型の３ゾーンの電気炉で、急峻な温度勾配を備えていることが特徴である。昨年度までに、高品質なCZTSSe多結晶を作製し、それを用いて、Sn溶媒量の最適化、S/Seの組成比ごとの電気炉の最適温度プロファイルを突き止めた。このことにより、直径10mmのCZTSSe単結晶の作製に成功した。本年度は、その単結晶を用いて、Cu空孔密度を制御することによりp型伝導、SおよびSe空孔密度を制御することによりn型伝導することを突き止めた。CZTSSe結晶において組成比を変化させることにより、電気伝導を制御できることを明らかにした。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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