2015 Fiscal Year Annual Research Report
プラズマ気相診断による薄膜ナノ結晶シリコン太陽電池の界面制御技術の開発
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26870347
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
傍島 靖 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (40397691)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 薄膜 / ナノ結晶シリコン / アモルファスシリコン / PECVD |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、太陽電池用高速製膜ナノ結晶シリコン(μc-Si:H)の界面制御技術として、作製条件やデバイス作製後の熱処理などの後処理によって発電性能向上を図った。ナノ結晶シリコンは原料であるモノシラン(SiH4)から生成したSiH3が高速製膜を実現するための高投入電力化により多く生成されるが、同時に電子温度の上昇によるSiH2等の単寿命反応種(SLS)が多く生成されやすくなる。膜中欠陥の増加要因とされるSLSの生成は、プラズマ生成初期の不安定領域ではより生成しやすく、製膜直後でのSLS発生抑止がデバイスの膜質向上につながる事を見出し、本研究ではSiH4のチャンバー内への導入量を調節することにより、電子温度の上昇を抑止し、膜質の向上を実現した。
また膜表面に多くの欠陥が集中している事を表し、要因として製膜時のガス温度についてプラズマ発光スペクトルから、間接的なガス温度上昇の観測を実現した。ナノ結晶シリコン表面に製膜条件の異なるアモルファスシリコンや、バンドプロファイルを意識したa-SiC:Hやa-SiO:Hなどのワイドギャップ材料を製膜後、熱アニール処理を行うことによって、表面欠陥を三割程度低減することが可能であることを示した。
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