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Research and development of new type photo-devices using compound semiconductors

研究課題

研究課題/領域番号 19K15029
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21050:電気電子材料工学関連
研究機関東京理科大学

研究代表者

カトリ イゾール  東京理科大学, 研究推進機構総合研究院, 助教 (50562740)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードDefect physics / Admittance Spectroscopy / JVT / CIGS solar cell / Stability / Compound semicondutor / Metastable behaviors / Alkali-metal / Photo-devices / Electron Irradiation / Proton Irradiation / High-efficiency
研究開始時の研究の概要

Incorporation of heavier alkali-metals in the compound semiconductor materials is a promising method to improve device performance. However, the metastable behaviors of the device after alkali-metals incorporation for long-term application has not been well understood. Therefore, this work investigates the metastable behavior of alkali-metals incorporated semiconductor material and device (especially CIGS thin film and solar cells).

研究実績の概要

Temperature-dependent current-voltage, admittance spectroscopy, capacitance-voltage measurements were performed on cesium fluoride (CsF)-treated CIGS solar cell before and after heat-light soaking (HLS) and subsequent heat-soaking (HS) treatments to analyse the defect and metastable properties of the device.
It was found that HLS treatment of CsF-treated CIGS solar cell formed cesium-induced defects for minority carrier recombination.
The admittance measurement showed a shift of the shallow energy position to a higher value after HLS and subsequent HS, which was due to the formation of a secondary diode toward the CIGS/molybdenum contact.
The low-temperature C-V measurement showed that HLS and subsequent HS treatment (HLS/HS) passivate IIICu anti-site defects.

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 7件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Effect of combined treatment of cesium fluoride as precursor and post-treatment on Cu(In,Ga)Se2 thin film solar cell2021

    • 著者名/発表者名
      Khatri Ishwor、Sugiyama Mutsumi
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 118 号: 11 ページ: 113901-113901

    • DOI

      10.1063/5.0043464

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Temperature-Dependent Current-Voltage and Admittance Spectroscopy analysis on Cesium-treated Cu(In1-x,Gax)Se2 Solar Cell before and after Heat-Light Soaking and Subsequent Heat-Soaking Treatments2020

    • 著者名/発表者名
      Ishwor Khatri, Tzu-Ying Lin, Takahiko Yashiro, Mutsumi Sugiyama
    • 雑誌名

      Progress in Photovoltaics: Research and Applications

      巻: 28 号: 11 ページ: 1158-1166

    • DOI

      10.1002/pip.3321

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization on Proton-irradiation-damaged Interfaces of CIGS-related Multilayered Compound Semiconductors for Solar Cells by Electrochemical Impedance Spectroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Tzu-Ying Lin, Takahiko Yashiro, Ishwor Khatri, and Mutsumi Sugiyama
    • 雑誌名

      Japanese Jounal of Applied Physics

      巻: 59 号: 5 ページ: 058003-058003

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ab891f

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Metastable Behavior on Cesium Fluoride-Treated Cu(In1-x,Gax)Se2 Solar Cells2020

    • 著者名/発表者名
      Ishwor Khatri, Takahiko Yashiro, Tzu-Ying Lin, Mutsumi Sugiyama, Tokio Nakada
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi (RRL)-Rapid Research Letters

      巻: 14 号: 4 ページ: 1900701-1900701

    • DOI

      10.1002/pssr.201900701

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Alkali-induced grain boundary reconstruction on Cu(In,Ga)Se2 thin film solar cells using cesium fluoride post deposition treatment2020

    • 著者名/発表者名
      Tzu-Ying Lin, Ishwor Khatri, Junpei Matsuura, Kosuke Shudo, Wei-Chih Huang, Mutsumi Sugiyama, Chin-Huang Lai, Tokio Nakada
    • 雑誌名

      Nano Energy

      巻: 68 ページ: 104299-104299

    • DOI

      10.1016/j.nanoen.2019.104299

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Proton Irradiation on Cesium-Fluoride-Free and Cesium-Fluoride-Treated Cu(In,Ga)Se2 Solar Cells and Annealing Effects under Illumination2019

    • 著者名/発表者名
      Ishwor Khatri, Tzu-Ying Lin, Tokio Nakada, Mutsumi Sugiyama
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi (RRL)-Rapid Research Letters

      巻: 13 号: 12 ページ: 1900519-1900519

    • DOI

      10.1002/pssr.201900519

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Effect of Electron Irradiation on Cesium Fluoride-Free and Cesium Fluoride-Treated Cu(In1-x,Gax)Se2 Solar Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Ishwor Khatri, Tzu-Ying Lin, Tokio Nakada, Mutsumi Sugiyama
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi (RRL)-Rapid Research Letters

      巻: 13 号: 11 ページ: 1900415-1900415

    • DOI

      10.1002/pssr.201900415

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Combined treatment of cesium fluoride as precursor and post-treatment on CIGS thin film solar cell fabricated onto sodalime glass substrates2021

    • 著者名/発表者名
      Ishwor Khatri and Mutsumi Sugiyama
    • 学会等名
      The 68th JSAP Spring Meeting, Online Virtual Meeting,
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Cesium-related compound-an emerging chalcogenide material and its influence on CIGS thin-film solar cells2019

    • 著者名/発表者名
      Ishwor Khatri, Tzu-Ying Lin, Mutsumi Sugiyama,Tokio Nakada
    • 学会等名
      Materials Research Society (MRS), 2019 Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Metastable effect on heavy alkali-metal treated CIGS solar cell2019

    • 著者名/発表者名
      Ishwor Khatri, Tzu-Ying Lin, Mutsumi Sugiyama,Tokio Nakada
    • 学会等名
      International Workshop on Ternary and Multinary Compounds (IWTMC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Self-maintain CIGS solar cells for space application2019

    • 著者名/発表者名
      Ishwor Khatri, Tzu-Ying Lin, Mutsumi Sugiyama,Tokio Nakada
    • 学会等名
      Joint Symposium 32nd International Symposium on Space Technology and Science and 9th Nano-Satellite Symposium (32nd ISTS & 9th NSAT)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Alkali-induced Grain Boundary Reconstruction on CIGS Thin Film Solar Cells using Heavy Alkali-post Deposition Treatment2019

    • 著者名/発表者名
      Tzu-Ying Lin, Ishwor Khatri, Mutsumi Sugiyama, Tokio Nakada
    • 学会等名
      The 80th JSAP Autumn Meeting 2019, Sapporo Campus, Hokkaido University
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2021-12-27  

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