対向ターゲット式交互堆積反応性スパッタ法で硫化水素を用いた銅インジウム薄膜の作製

• 研究課題/領域番号: 23560361
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 坪井 望 新潟大学, 自然科学系, 教授 (70217371)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
• キーワード: 薄膜太陽電池 / カルコパイライト / スパッタ法 / 銅インジウム硫化物

研究概要

対向ターゲット式スパッタ装置を用いて，H2S反応性ガス中でのCuとInの交互堆積によりCu-In-S系薄膜を作製した。組成は交互堆積時間比の変化に対応して(CuxS)-(CuInS2)系で変化し，化学量論組成付近でCuInS2の基礎吸収端を有する多結晶CuInS2薄膜が得られた。太陽電池セル応用を意図して，ZnO:Al/ZnO/ZnS/CuInS2/Mo/glass積層構造等を作製した。

研究成果

• [雑誌論文] Epitaxial Growth of Chalcopyrite-type CuInS_2 Films on GaAs(001) Substrates by Evaporation Method with Elemental Sources (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Tsuboi, T. Tamogami, S. Kobayashi
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol.50
  • 査読あり
• [雑誌論文] LATTICE STRAIN AND CRYSTAL STRUCTURES IN CuInS_2 EPITAXIAL FILMS ON GaAs SUBSTRATES (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi Nozomu, Tamogami Takashi, Kobayashi Satosh
  • 雑誌名: Technical Digest of the 21st International Photovoltaic Science and Engineering Conference 巻: Vol.21
• [雑誌論文] Epitaxial Growth of Chalcopyrite-Type CuInS(2) Films on GaAs(001) Substrates by Evaporation Method with Elemental Sources (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi Nozomu, Tamogami Takashi, Kobayashi Satoshi
  • 雑誌名: JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 巻: 50 号: 5S2 ページ: 05FB03-05FB03
  • DOI: 10.1143/jjap.50.05fb03
  • 査読あり
• [雑誌論文] LATTICE STRAIN AND CRYSTAL STRUCTURES IN CuInS2 EPITAXIAL FILMS ON GaAs SUBSTRATES (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi Nozomu, Tamogami Takashi, Kobayashi Satoshi
  • 雑誌名: Technical Digest of the 21st International Photovoltaic Science and Engineering Conference 巻: 21
• [学会発表] CuInS_2太陽電池セルへの応用を目的とした直流マグネトロンスパッタ法によるAl添加ZnO薄膜の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹内悠一郎, 上田朝陽, 野本隆宏, 清水英彦, 坪井望
  • 学会等名: 平成25年度(第23回)電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2013-11-09
• [学会発表] Ar希釈H2S中でのCuとInの反応性交互スパッタによるCuInS_2薄膜の作製と評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小野友也, 万徳遼太郎, 野本隆宏, 坪井望
  • 学会等名: 平成25年度(第23回)電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2013-11-09
• [学会発表] Ar希釈H_2S中でのCuとInの交互スパッタ法によるCuInS_2薄膜の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小野友也, 野本隆宏, 坪井望
  • 学会等名: 平成24年度多元系機能材料研究会年末講演会
  • 発表場所: 新潟大学
• [学会発表] CuInS_2 films by reactive-sputtering alternately Cu and In targets in Ar-diluted H2S (2013)
  • 著者名/発表者名: Nozomu Tsuboi, Tomoya Ono and Tkahiro Nomoto
  • 学会等名: the 2013 JSAP-MRS Joint Symposia, Symposium T : Ternary and Multinary Cu-chalcogenide Photovoltaic Materials -CIS, CZTS and Other Compounds-
  • 発表場所: Doshisha University, Kyoto, Japan
• [学会発表] CuInS2 films by reactive-sputtering alternately Cu and In targets in Ar-diluted H2S (2013)
  • 著者名/発表者名: Nozomu Tsuboi, Tomoya Ono and Tkahiro Nomoto
  • 学会等名: the 2013 JSAP-MRS Joint Symposia, Symposium T: Ternary and Multinary Cu-chalcogenide Photovoltaic Materials -CIS, CZTS and Other Compounds-
  • 発表場所: Doshisha University, Kyoto, Japan
• [学会発表] 多元同時蒸着によるGaP基板上のCuInS_2薄膜の作製と構造評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西川翔悟, 石井琢馬, 野本隆宏, 坪井望
  • 学会等名: 第22回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
  • 年月日: 2012-11-10
• [学会発表] ケミカルバス法によるZn(S,O,OH)薄膜の作製と評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷口裕香, 野本隆宏, 坪井望
  • 学会等名: 第22回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
  • 年月日: 2012-11-10
• [学会発表] 直流マグネトロンスパッタ法による無添加およびAl添加ZnO薄膜の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮田和弥, 野本隆宏, 清水英彦, 坪井望
  • 学会等名: 第22回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
  • 年月日: 2012-11-10
• [学会発表] Ar希釈H_2S中でのCuとInの交互スパッタ法によるCuInS_2薄膜の作製・評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小野友也, 野本隆宏, 坪井望
  • 学会等名: 第22回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
  • 年月日: 2012-11-10
• [学会発表] Ar希釈H2 S中でのCuとInの反応性交互スパッタによるCuInS_2薄膜の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小野友也, 野本隆宏, 坪井望
  • 学会等名: 2012年秋季第73回応用物理学会学術講演会・シンポジウム「多元系化合物太陽電池開発の現状とこれからの展開」
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2012-09-11
• [学会発表] LATTICE STRAIN AND CRYSTAL STRUCTURES IN CuInS_2 EPITAXIAL FILMS ON GaAs SUBSTRATES (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi Nozomu, Tamogami Takashi, Kobayashi Satosh
  • 学会等名: the 21st International Photovoltaic Science and Engineering Conference
  • 発表場所: Hilton Fukuoka Sea Hawk, Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] CuとInの反応性交互スパッタによる異なる堆積基板上へのCuInS_2薄膜の作製と温度依存性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川田孝平, 小野友也, 野本隆宏, 坪井望
  • 学会等名: 第21回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] 反応性交互スパッタ法によるMo薄膜上へのCuInS_2薄膜の作製と評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 須田朗弘, 川田孝平, 小野友也, 野本隆宏, 坪井望
  • 学会等名: 第21回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] 多元同時蒸着装置によるCuInS_2薄膜の作製と評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西川翔悟, 長谷川一, 坪井望
  • 学会等名: 第21回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] CuInS_2エピタキシャル薄膜の格子歪み (2011)
  • 著者名/発表者名: 長谷川一, 多母神崇, 坪井望
  • 学会等名: 第21回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] 薄膜太陽電池への応用を目的とした直流マグネトロンスパッタ法によるZnO : Al薄膜の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮田和弥, 竹端優介, 野本隆宏, 清水英彦, 坪井望
  • 学会等名: 第21回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] クロージング-CIGS系およびCZTS系の薄膜太陽電池の作製プロセスの進展と残された課題- (2011)
  • 著者名/発表者名: 坪井望
  • 学会等名: 第72回応用物理学学術講演会,シンポジウム:CIGS系およびCZTS系の薄膜太陽電池の作製プロセスの進展と残された課題
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2011-08-29
  • 招待講演
• [学会発表] LATTICE STRAIN AND CRYSTAL STRUCTURES IN CuInS2 EPITAXIAL FILMS ON GaAs SUBSTRATES (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Tsuboi, T. Tamogami, and S. Kobayashi
  • 学会等名: 21st International Photovoltaic Science and Engineering Conference (PVSEC-21)
  • 発表場所: Hilton Fukuoka Sea Hawk, Fukuoka, Japan
• [学会発表] クロージング-CIGS系およびCZTS系の薄膜太陽電池の作製プロセスの進展と残された課題- (2011)
  • 著者名/発表者名: 坪井望
  • 学会等名: 第72回応用物理学学術講演会, シンポジウム:CIGS系およびCZTS系の薄膜太陽電池の作製プロセスの進展と残された課題(招待講演)
  • 発表場所: 山形大学
• [学会発表] Cu とIn の反応性交互スパッタによる異なる堆積基板上へのCuInS2 薄膜の作製と温度依存性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川田孝平，小野友也，野本隆宏，坪井望
  • 学会等名: 第21回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
• [学会発表] 反応性交互スパッタ法によるMo 薄膜上へのCuInS2 薄膜の作製と評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 須田朗弘，川田孝平，小野友也，野本隆宏，坪井望
  • 学会等名: 第21回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
• [学会発表] 多元同時蒸着装置によるCuInS2 薄膜の作製と評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西川翔悟，長谷川一，坪井望
  • 学会等名: 第21回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
• [学会発表] CuInS2 エピタキシャル薄膜の格子歪み (2011)
  • 著者名/発表者名: 長谷川一，多母神崇，坪井望
  • 学会等名: 第21回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
• [学会発表] 薄膜太陽電池への応用を目的とした直流マグネトロンスパッタ法によるZnO:Al 薄膜の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮田和弥，竹端優介，野本隆宏，清水英彦，坪井望
  • 学会等名: 第21回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
• [学会発表] Ar希釈H2S中でのCuとInの反応性交互スパッタによるCuInS2薄膜の作製と評価
  • 著者名/発表者名: 小野友也，万徳遼太郎，野本隆宏，坪井望
  • 学会等名: 平成25年度（第23回）電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 新潟大学，新潟市
• [学会発表] CuInS2太陽電池セルへの応用を目的とした直流マグネトロンスパッタ法によるAl添加ZnO薄膜の作製
  • 著者名/発表者名: 竹内悠一郎，上田朝陽，野本隆宏，清水英彦，坪井望
  • 学会等名: 平成25年度（第23回）電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 新潟大学，新潟市
• [学会発表] Ar希釈H2 S中でのCuとInの反応性交互スパッタによるCuInS2薄膜の作製
  • 著者名/発表者名: 小野友也，野本隆宏，坪井望
  • 学会等名: 2012年秋季第73回応用物理学会学術講演会・シンポジウム「多元系化合物太陽電池開発の現状とこれからの展開」
  • 発表場所: 愛媛大学
• [学会発表] 多元同時蒸着によるGaP基板上のCuInS2薄膜の作製と構造評価
  • 著者名/発表者名: 西川翔悟，石井琢馬，野本隆宏，坪井望
  • 学会等名: 第22回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
• [学会発表] ケミカルバス法によるZn(S, O, OH)薄膜の作製と評価
  • 著者名/発表者名: 谷口裕香，野本隆宏，坪井望
  • 学会等名: 第22回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
• [学会発表] 直流マグネトロンスパッタ法による無添加およびAl添加ZnO薄膜の作製
  • 著者名/発表者名: 宮田和弥，野本隆宏，清水英彦，坪井望
  • 学会等名: 第22回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
• [学会発表] Ar希釈H2S中でのCuとInの交互スパッタ法によるCuInS2 薄膜の作製
  • 著者名/発表者名: 小野友也，野本隆宏，坪井望
  • 学会等名: 2012年応用物理学会多元系機能材料研究会年末講演会
  • 発表場所: 新潟大学