電解めっきプレカーサを用いた新型太陽電池光吸収層薄膜の作製に関する研究

• 研究課題/領域番号: 19760013
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 長岡工業高等専門学校
• 研究代表者: 荒木 秀明 長岡工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (40342480)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 2,540千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 240千円); 2009年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2008年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円); 2007年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
• キーワード: 新機能材料 / 太陽電池材料 / カルコパイライト系 / 太陽電池 / めっき / 電気化学 / 薄膜

研究概要

Cu_2ZnSnS_4(CZTS)は,地殻中に豊富な元素から成り,バンドギャップ1.4-1.5eVで,光吸収係数が10^4cm^<-1>と高く,太陽電池光吸収層材料として最適な新規材料である。本研究は,めっき法を用いてCu/Zn/Sn積層あるいはCu-Zn-Sn合金プレカーサを作製し,これを硫化することでCZTS薄膜を作製し,glass/Mo/CZTS/CdS/ZnO : Al/Al構造をもつ薄膜太陽電池デバイスの作製を試みた。その結果,最も高い変換効率のもので,開放電圧606mV,短絡電流12.1 mA/cm^2,変換効率3.55%を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Preparation of Cu2ZnSnS4 thin films by sulfurization of co-electroplated Cu-Zn-Sn precursors (2009)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Araki, Yuki Kubo, Kazuo Jimbo, Win Shwe Maw, Hironori Katagiri, Makoto Yamazaki, Koichiro Oishi, Akiko Takeuchi
  • 雑誌名: Physical Status Solidi C Vol.6,No.5 ページ: 1266-1268
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Cu2ZnSnS4 thin films by sulfurizing electroplated precursors (2009)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Araki, Yuri Kubo, Aya Mikaduki, Kazuo Jimbo, Win Shwe Maw, Hironori Katagiri, Makoto Yamazaki, Koichiro Oishi, Akiko Takeuchi
  • 雑誌名: Solar Energy Materials and Solar Cells Volume93,Issues6-7 ページ: 996-999
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Cu_2ZnSnS_4 thin films by sulfurizing electroplated precursors (2009)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Araki
  • 雑誌名: Solar Energy Materials & Solar Cells 93 ページ: 996-999
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Cu_2ZnSnS_4 thin films by sulfurization of co-electroplated Cu-Zn-Sn precursors (2009)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Araki
  • 雑誌名: Phys.Status Solidi C 6 ページ: 1266-1268
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Cu2ZnSnS4 thin films by sulfurization of co-electroplated Cu-Zn-Sn precursors (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Araki, Y. Kubo, W.S. Maw, H. Katagiri, M. Yamazaki, K. Oishi, A. Takeuchi
  • 雑誌名: 16th International Conference on Ternary and Multinary Compounds, Abstract
• [雑誌論文] Preparation of Cu_2ZnSnS_4 thin films by sulfurization of co-electroplated Cu-Zn-Sn precursors (2008)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Araki
  • 雑誌名: 16th International Conference on Ternary and Multinary Compounds, Technical University Berlin, Germany, Abstract
• [雑誌論文] PREPARATION OF Cu2ZnSnS4 THIN FILMS BY SULFURIZING ELECTROPLATED PRECURSORS (2007)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Araki, Yuri Kubo, Aya Mikaduki, Kazuo Jimbo, Win Shwe Maw, Hironori Katagiri, Makoto Yamazaki, Koichiro Oishi, Akiko Takeuch
  • 雑誌名: Technical Digest of the International PVSEC 17 ページ: 825-826
• [雑誌論文] PREPARATION OF Cu_2ZnSnS_4 THIN FILMS BY SULFURIZING ELECTROPLATED PRECURSORS (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Araki
  • 雑誌名: Technical Digest of the International PVSEC-17, Fukuoka, Japan ページ: 825-826
• [学会発表] めっき・硫化法を用いたCZTS系薄膜太陽電池の作製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 久保祐貴
  • 学会等名: 第6回「次世代の太陽光発電システム」シンポジウム
  • 発表場所: 朱鷺メッセ(新潟市)
  • 年月日: 2009-07-02
• [学会発表] めっき・硫化法を用いたCZTS系薄膜太陽電池の作製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 久保祐貴, 小池惇平, 高山穂高, 知野広太郎, 荒木秀明
  • 学会等名: 第6回「次世代の太陽光発電システム」シンポジウム
  • 発表場所: 朱鷺メッセ:新潟コンベンションセンター
• [学会発表] Preparation of Cu_2ZnSnS_4 thin films by sulfurization of co-electroplated Cu-Zn-Sn precursors (2008)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Araki
  • 学会等名: 16th International Conference on Ternary and Multinary Compounds (ICTMC16)
  • 発表場所: Technical University Berlin, Germany
  • 年月日: 2008-09-18
• [学会発表] Preparation of Cu2ZnSnS4 thin films by sulfurization of co-electroplated Cu-Zn-Sn precursors (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Araki, Y. Kubo, W.S. Maw, H. Katagiri, M. Yamazaki, K. Oishi, A. Takeuchi
  • 学会等名: 16th International Conference on Ternary and Multinary Compounds
  • 発表場所: Technical University Berlin, Germany
• [学会発表] PREPARATION OF Cu_2ZnSnS_4 THIN FILMS BY SULFURIZING ELECTROPLATED PRECURSORS (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Araki
  • 学会等名: 17th International Photovoltaic Science and Engineering Conference(PVSEC-17)
  • 発表場所: Fukuoka, JAPAN
  • 年月日: 2007-12-05
• [学会発表] PREPARATION OF Cu2ZnSnS4 THIN FILMS BY SULFURIZING ELECTROPLATED PRECURSORS (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Araki, Y. Kubo, A. Mikaduki, K. Jimbo, W.S. Maw, H. Katagiri, M. Yamazaki, K. Oishi, A. Takeuchi
  • 学会等名: 17th International Photovoltaic Science and Engineering Conference ( PVSEC-17) Fukuoka International Congress Center