• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

超高効率太陽電池のためのクラスタ反応制御プラズマCVD

研究課題

研究課題/領域番号 14205047
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関九州大学

研究代表者

渡辺 征夫  九州大学, 大学院・システム情報科学研究院・電子デバイス部門, 教授 (80037902)

研究分担者 白谷 正治  九州大学, 助教授 (90206293)
古閑 一憲  九州大学, 助手 (90315127)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
54,080千円 (直接経費: 41,600千円、間接経費: 12,480千円)
2004年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2003年度: 19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円)
2002年度: 26,130千円 (直接経費: 20,100千円、間接経費: 6,030千円)
キーワードアモルファスシリコン / クラスタ抑制プラズマCVD法 / シリコン微粒子 / 薄膜太陽電池 / 光劣化 / クラスタ除去フィルタ / マルチホロー電極 / 高次シラン / Si-H結合 / Si-H_2結合 / 高周波放電 / 太陽電池 / 微細構造パラメータ / ショットキセル / 水素希釈
研究概要

本研究は,本研究グループが開発したプラズマ中に発生するシリコン微粒子(クラスタ)の成長制御法とクラスタ観測技術をもとに,光劣化のない超高効率a-Si:H太陽電池を実現するクラスタ抑制プラズマCVD法の確立を目的としている.以下の成果が得られ.
1.クラスタの取込みのないアモルファスシリコン(クラスタフリーa-Si:H)薄膜の堆積を実現するため,クラスタ取込みを従来比で1/100程度以下に抑制するクラスタ除去フィルタを開発した.
2.クラスタ除去フィルタとクラスタ抑制プラズマCVD装置を組み合わせることにより,製膜速度が0.0057nm/sながら,光誘起欠陥生成が見られない膜の作製に成功した.
3.クラスタフリーa-Si:H膜の高速作製を実現するため,マルチホロー型電極を開発した.この電極では,プラズマ生成領域である直径5mmのホロー内を流れる高速ガス流によりクラスタを下流へと輸送して,上流側に設置した基板上の堆積膜へのクラスタの取り込みを抑えることが可能である.
4.マルチホロー電極を用いて,製膜し,Ni/a-Si:H/n^+c-Siショットキセルを用いて発電効率の光劣化率を調べた結果,製膜速度0.2nm/sで光劣化率が4%程度と極めて低い膜を作製することに成功した.
以上の結果は,膜に取り込まれるクラスタを抑制すると,光劣化が抑えられ高効率太陽電池を実現できることを示唆している.

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (12件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件) 文献書誌 (13件)

  • [雑誌論文] Evaluation of contribution of higher-order silane radicals in silane discharges to Si-H_2 bond formation in a-Si:H films2005

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Koga, Naoto Kaguchi, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of International Symposium on Novel Materials Processing by Advanced Electromagnetic Energy Sources (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Deposition of highly stable a-Si:H films using cluster-eliminating filter2005

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Koga, Naoto Kaguchi, Kouki Bando, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of Plasma Science Symposium 2005 and The 22nd Symposium on Plasma Processing

      ページ: 157-158

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Productin of Crystalline Si Nano-particles Using Pulse VHF discharges and Their Stability2005

    • 著者名/発表者名
      Tomohide Kakeya, Kazunori Koga, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of Plasma Science Symposium 2005 and The 22nd Symposium on Plasma Processing

      ページ: 643-644

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Species responsible for Si-H_2 bond formation in a-Si:H films deposited using silane high frequency discharges2005

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Shiratani, Kazunori Koga, Naoto Kaguchi, Kouki Bando, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Thin Solid Films (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Production of crystalline Si nano-clusters using pulsed H_2+SiH_4 VHF discharges2005

    • 著者名/発表者名
      Tomohide Kakeya, Kazunori Koga, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe, Michio Kondo
    • 雑誌名

      Thin Solid Films (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Deposition of highly stable a-Si : H films using cluster-eliminating filter2005

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Koga, Naoto Kaguchi, Kouki Bando, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of Plasma Science Symposium 2005 and The 22nd Symposium on Plasma Processing

      ページ: 157-158

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Deposition of highly stable a Si:H films using cluster-eliminating filter2005

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Koga, Naoto Kaguchi, Kouki Bando, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of Plasma Science Symposium 2005 and The 22nd Symposium on Plasma Processing

      ページ: 157-158

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Production of Crystalline Si Nano-particles Using Pulse VHF discharges and Their Stability2005

    • 著者名/発表者名
      Tomohide Kakeya, Kazunori Koga, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of Plasma Science Symposium 2005 and The 22nd Symposium on Plasma Processing

      ページ: 643-644

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Production of crystalline Si nano-clusters using pulsed H_2+SiH_4 VHF discharge2005

    • 著者名/発表者名
      Tomohide Kakeya, Kazunori Koga, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe, Michio Kondo
    • 雑誌名

      Thin Solid Films (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Correlation between volume fraction of clusters incorporated into a-Si:H films and hydrogen content associated with Si-H_2 bonds in the films2004

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Koga, Naoto Kaguchi, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of Vacuum Science and Technology A 22・4

      ページ: 1536-1539

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Correlation between volume fraction of clusters incorporated into a-Si : H films and hydrogen content associated with Si-H_2 bonds in the films2004

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Koga, Naoto Kaguchi, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of Vacuum Science and Technology A 22-4

      ページ: 1536-1539

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evaluation of contribution of higher-order silane radicals in silane discharges to Si-H_2 bond formation in a-Si:H films2004

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Koga, Naoto Kaguchi, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of International Symposium on Novel Materials Processing by Advanced Electromagnetic Energy Sources (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] 「プラズマの生成と診断-応用への道-」7.2節ダストプラズマ2004

    • 著者名/発表者名
      渡辺征夫
    • 出版者
      コロナ社
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] クラスタフリーアモルファスシリコン膜とそれを製造する方法及び装置2004

    • 発明者名
      渡辺 征夫, 白谷 正治, 古閑 一憲
    • 権利者名
      九州大学
    • 産業財産権番号
      2004-244333
    • 出願年月日
      2004-08-31
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 白谷正治, 古閑一憲, 渡辺征夫: "高効率薄膜シリコン太陽電池のためのクラスタ制御プラズマCVD(依頼解説論文)"表面技術. 54(12). 931-934 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Shiratani, K.Koga, A.Harikai, T.Ogata, Y.Watanabe: "Effects of Excitation Frequency and H_2 Dilution on Cluster Generation in Silane High-Frequency Discharge"MRS Symp Proc.. 762. A9.5.1-A9.5.6 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Watanabe, K.Koga, A.Harikai, T.Ogata, M.Shiratani: "Deposition of a-Si:H films of high stability by cluster-suppressed plasma CVD"Proc.Int.Symp.Plasma Chemistry. (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Shiratani, K.Koga, A.Harikai, T.Ogata, Y.Watanabe: "High-quality a-Si:H films deposited at 0.7 nm/s by cluster suppressed plasma CDV method"Proc.3rd World Conference on Photovoltaic Energy Conversion. 5P-A9-08 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Ito, N.Myojin, M.Kondo, A.Matsuda, M.Shiratani, Y.Watanabe: "Light-soaking stability of nano-structure tailored silicon thin film solar cells"Proc.3rd World Conference on Photovoltaic Energy Conversion. SO-D14-02 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Koga, T.Kakeya, M.Shiratani, Y.Watanabe: "Deposition of Nano-Cluster-Disersted a-Si:H Films using H_2+SiH_4 Twin Discharges"Proc.International Symposium on Information Science and Electrical Engineering 2003. 142-145 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Watanabe, M.Shiratani, K.Koga: "Nucleation and subsequent growth of clusters in reactive plasmas (invited lecture paper)"Plasma Sources Science & Technology A. 11. 229-233 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Shiratani, K.Koga, Y.Watanabe: "Formation of nano-particles in microgravity plasmas"Journal of Japan Society of Microgravity Application. 19supplement. 69 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 白谷 正治, 古閑 一憲, 渡辺 征夫: "ナノクラスタ制御ブラズマCVDと高品質,光安定 a-Si : H 太陽電池への応用"アモルファスセミナーテキスト. 95-100 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Shiratani, M.Kai, K.Imabeppu, K.Koga, Y.Watanabe: "Correlation between Si cluster amount in silane HF discharges and quality of a-Si : H films"Proc. of ESCANPIG16/ICRP5 Joint Meeting. 2. 323-324 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Koga, A.Harikai, M.Kai, K.Imabeppu, T.Ogata, T.Kinoshita, M.Shiratani, Y.Watanabe: "Deposition of high quality a-Si : H films at a high rate using cluster-suppressed VHF plasma CDV method"Proc. 20th Symp. Plasma Processing. 79-80 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Shiratani, M.Kai, K.koga, Y.Watanabe: "Cluster-suppressed plasma CVD for deposition of high quality a-Si : H films"Thin Solid Films. 427. 1-5 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Koga, K.Imabeppu, M.Kai, A.Harikai, M.Shiratani, Y.Watanabe: "Suppression methods of cluster growth in silane discharges and their application to deposition of super high quality a-Si : H films"Proc. of International Workshop on Information and Electrical Engineering. 238-243 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

URL: 

公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi