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化学的転写法で形成する極低反射率シリコン表面の物性

研究課題

研究課題/領域番号 15H01997
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 ナノ構造物理
研究機関大阪大学

研究代表者

小林 光  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (90195800)

研究分担者 松本 健俊  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (20390643)
今村 健太郎  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (60591302)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
42,380千円 (直接経費: 32,600千円、間接経費: 9,780千円)
2017年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2016年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2015年度: 25,090千円 (直接経費: 19,300千円、間接経費: 5,790千円)
キーワードシリコンナノクリスタル層 / 屈折率勾配 / 太陽電池 / graded band-gap構造 / ナノ材料 / 表面・界面物性 / 表面パッシベーション / 反射率 / 結晶シリコン / シリコンナノクリスタル / ネットワーク構造 / 屈折率 / 化学的転写法 / 傾斜構造 / マイクロ、ナノデバイス / 傾斜材料
研究成果の概要

シリコンナノクリスタル層の最表面の価電子帯上端のエネルギーは、化学的転写処理時間と共に下方に移動し、最大約0.4eV低くなることがわかった。一方、シリコンナノクリスタル層の最表面の伝導帯下端のエネルギーは、最大約0.2eV上方にシフトすることがわかった。また、pn接合を形成した後のシリコンナノクリスタル層の伝導帯エネルギーは、ほぼ平坦であることがわかった。これらの結果から、<シリコンナノクリスタル層/pn接合シリコン>構造は、graded band-gap構造を持ち、シリコンナノクリスタル層中で光生成したホールと電子の電荷分離が促進され表面再結合が防止されていることがわかった。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 7件、 査読あり 14件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 13件、 招待講演 8件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] スロバキア科学アカデミー(スロバキア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Zilina大学(スロバキア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Slovac Academy of Science/Zilina University(スロバキア)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Improvement of conversion efficiency of silicon solar cells by submicron-textured rear reflector obtained by metal-assisted chemical etching2017

    • 著者名/発表者名
      D. Irishika, Y. Onitsuka, K. Imamura, and H. Kobayashi
    • 雑誌名

      Solar RRL

      巻: 1 号: 7

    • DOI

      10.1002/solr.201700061

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface nanocrystalline Si structure for highly efficient crystalline Si solar cells2017

    • 著者名/発表者名
      K. Imamura, D. Irishika, and H. Kobayashi
    • 雑誌名

      Prog. Photovolt.

      巻: 25 号: 5 ページ: 358-366

    • DOI

      10.1002/pip.2867

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanism of ultra-low reflectivity for nanocrystalline Si/crystalline Si structure formed by surface structure chemical transfer method2017

    • 著者名/発表者名
      K. Imamura, D. Irishika, and H. Kobayashi
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 121 号: 1

    • DOI

      10.1063/1.4973531

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ight trapping of crystalline Si solar cells by use of nanocrystalline Si layer plus pyramidal texture2017

    • 著者名/発表者名
      K. Imamura, T. Nonaka, Y. Onitsuka, D. Irishika, H. Kobayashi
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 395 ページ: 50-55

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2016.04.132

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regarding the optical properties of porous layers prepared on Si substrates2017

    • 著者名/発表者名
      E. Pincik, R. Brunner, H. Kobayashi, P. Vojtek, Z. Zabudla, M. Mikula, J. Gregus and M. Kucera
    • 雑誌名

      J. Energy Power Eng.

      巻: 11 号: 11 ページ: 687-692

    • DOI

      10.17265/1934-8975/2017.11.002

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] About complex refractive index of black Si2017

    • 著者名/発表者名
      E. Pincik, R. Brunner, H. Kobayashi, and M. Mikula
    • 雑誌名

      J. Elect. Eng.

      巻: 68 号: 7 ページ: 81-83

    • DOI

      10.1515/jee-2017-0063

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Properties of nanocrystalline Si layers embedded in structure of solar cell2017

    • 著者名/発表者名
      S. Jurecka, K. Imamura, T. Matsumoto, and H. Kobayashi
    • 雑誌名

      J. Elect. Eng.

      巻: 68 号: 7 ページ: 48-52

    • DOI

      10.1515/jee-2017-0055

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Investigation of deep defects in nanocrystalline-Si/Si interfaces using acoustic spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      P. Bury, S. Hardon, H. Kobayashi, and K. Imamura
    • 雑誌名

      J. Elect. Eng.

      巻: 68 号: 7 ページ: 43-47

    • DOI

      10.1515/jee-2017-0054

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Multifractal analysis and optical properties of nanostructured silicon layers2017

    • 著者名/発表者名
      S. Jurecka, T. Matsumoto, K. Imamura, H. Kobayashi
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 395 ページ: 150-156

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2016.04.059

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] About the optical properties of oxidized black silicon structures2017

    • 著者名/発表者名
      E. Pincik, R. Brunner, H. Kobayashi, M. Mikula, M. Kucera, P. Svec Jr., J. Gregus;, P. Vojtek, Z. Zabria, K. Imamura, M. Zahoran
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 395 ページ: 185-194

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2016.05.035

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ultrathin SiO2 layer formed by the nitric acid oxidation of Si (NAOS) method to improve the thermal-SiO2/Si interface for crystalline Si solar cells2017

    • 著者名/発表者名
      T. Matsumoto, H. Nakajima, D. Irishika, T. Nonaka, K. Imamura, H. Kobayashi
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 395 ページ: 56-60

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2016.06.001

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The photoluminescence of multicolor silicon2016

    • 著者名/発表者名
      E. Pincik, R. Brunner, H. Kobayashi, M. Mikula, P. Vojtek, J. Gregus, Z. Zabudla, K. Imamura, P. Svec, Jr.
    • 雑誌名

      J. Chin. Adv. Mater. Soc.

      巻: in press 号: 2 ページ: 158-171

    • DOI

      10.1080/22243682.2016.1151374

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ultralow Reflectivity and Light Trapping for Crystalline Si Solar Cells by Use of Surface Structure Chemical Transfer Method on Pyramidal Textured Surfaces2015

    • 著者名/発表者名
      K. Imamura, T. Nonaka, D. Irishika, H. Kobayashi
    • 雑誌名

      ECS Solid State Lett.

      巻: 4 号: 12 ページ: Q63-Q65

    • DOI

      10.1149/2.0091512ssl

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultralow reflectivity surfaces by formation of nanocrystalline Si layer for crystalline Si solar cells2015

    • 著者名/発表者名
      D. Irishika, K. Imamura, H. Kobayashi
    • 雑誌名

      Sol. Energ. Mat. Sol. C.

      巻: 141 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.solmat.2015.06.005

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] High conversion efficiency black Si solar cells formed by use of surface structure chemical transfer (SSCT) method2017

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kobayashi
    • 学会等名
      Progress in Applied Surface, Interface and Thin Film Science 2017 (SURFINT-SREN V)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Achievement of 20% conversion efficiency from simple structure crystalline Si solar cells fabricated by use of surface structure chemical transfer method2017

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kobayashi
    • 学会等名
      Taiwan Vacuum Society 2017 (TVS-2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Highly efficient black Si solar cells fabricated by use of surface structure chemical transfer method2017

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kobayashi
    • 学会等名
      Collaborative Conference on Materials Research (CCMR 2017), International Convention Center (ICC)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fabrication and application of Si nanocrystals and nanopowder for energy devices2017

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kobayashi
    • 学会等名
      EMN Meeting on Surface and interface
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 電気化学的手法による4H-SiC基板の超平坦化とそのメカニズム2016

    • 著者名/発表者名
      赤井智喜,今村健太郎,小林光
    • 学会等名
      第36回表面科学学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 化学的転写法により形成した極低反射Si表面の光学特性と、高効率太陽電池への応用2016

    • 著者名/発表者名
      今村健太郎,入鹿大地,鬼塚裕也,小林光
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 化学的転写法による極低反射表面と裏面ナノ構造を用いた結晶Si太陽電池の変換効率向上2016

    • 著者名/発表者名
      鬼塚裕也,入鹿大地,今村健太郎,小林光
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Ultra-low reflectivity surfaces with nano-structured Si layer2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Onitsuka, K. Imamura, H. Kobayashi
    • 学会等名
      The 19th SANKEN International Symposium, The 14th SANKEN Nanotechnology International Symposium
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパス(大阪府、吹田市)
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ulta-low reflectivity polycrystalline Si surfaces by formation of nanocrystalline Si layer and achievement of high efficiency crystalline Si solar cells2015

    • 著者名/発表者名
      D. Irishika, K. Imamura, H. Kobayashi
    • 学会等名
      The 19th SANKEN International Symposium, The 14th SANKEN Nanotechnology International Symposium
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパス(大阪府、吹田市)
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Si surface control for achieving high conversion efficiencies of crystalline Si solar cells2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kobayashi, D. Irishika, T. Nonaka, K. Imamura
    • 学会等名
      Progress in applied surface, interface and thin film science 2015
    • 発表場所
      Italy
    • 年月日
      2015-11-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 18.9% efficiency crystalline Si solar cells with simple structure fabricated by surface2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kobayashi
    • 学会等名
      ACTSEA-2015
    • 発表場所
      Taiwan
    • 年月日
      2015-11-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 化学的転写法により形成した極低反射率をもつSiナノクリスタル層/Si構造の光学特性2015

    • 著者名/発表者名
      今村健太郎,入鹿大地,野中啓章,小林光
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス(大阪府、吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 化学的転写法で作製したナノクリスタルSi層に対する表面パッシベーションと結晶Si太陽電池の高効率化2015

    • 著者名/発表者名
      野中啓章,入鹿大地,今村 健太郎,小林 光
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県、名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Ultra‐low reflectivity crystalline Si surfaces fabricated by use of SSCT method and application to high efficiency Si solar cells2015

    • 著者名/発表者名
      K. Imamura, D. Irishika, T. Nonaka, H. Kobayashi
    • 学会等名
      1st International Conference on Applied Surface Science
    • 発表場所
      China
    • 年月日
      2015-07-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultralow reflectivity crystalline Si surfaces by formation of nanocrystalline Si layer and application to polycrystalline Si solar cells2015

    • 著者名/発表者名
      D. Irishika, K. Imamura, H. Kobayashi
    • 学会等名
      1st International Conference on Applied Surface Science
    • 発表場所
      China
    • 年月日
      2015-07-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of ultra‐low reflectivity Si solar cells with light trapping effect to achieve a high conversion efficiency2015

    • 著者名/発表者名
      T. Nonaka, D. Irishika, K. Imamura, H. Kobayashi
    • 学会等名
      1st International Conference on Applied Surface Science
    • 発表場所
      China
    • 年月日
      2015-07-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chemical methods for improvement of performance of crystalline Si solar cells2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kobayashi
    • 学会等名
      2015 Symposium for Eco Multi-Functional Nano Materials & ISO/TC 107 Workshop
    • 発表場所
      Korea
    • 年月日
      2015-05-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Improvement of crystalline solar cell characteristics by formation of ultralow reflectivity surface using surface structure chemical transfer method2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kobayashi
    • 学会等名
      The 5th Asia-Africa Sustainable Energy Forum and Jointly with 7th International Workshop on Sahara Solar Breeder
    • 発表場所
      筑波大学筑波キャンパス(茨城県、つくば市)
    • 年月日
      2015-05-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 大阪大学 産業科学研究所 小林研究室

    • URL

      http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/fcm/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] シリコン太陽電池の研究

    • URL

      http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/fcm/research-PV.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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