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超音波噴霧法による高効率Cu2ZnSnS4薄膜太陽電池の実現へ向けた研究

研究課題

研究課題/領域番号 24860053
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関滋賀県立大学

研究代表者

池之上 卓己  滋賀県立大学, 工学部, 助教 (00633538)

研究期間 (年度) 2012-08-31 – 2014-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2013年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード超音波噴霧法 / 化合物半導体
研究概要

超音波噴霧法によるCu2ZnSnS4薄膜作製に向け、原料としてCuのアセチルアセトナト錯体、Znのアセチルアセトナト錯体、Snのアセテート錯体を選択した。これらのうち、Zn源とSn源は、酸化物薄膜の作製に用いたことがあり、それぞれの材料の分解温度や得られる酸化物薄膜の特性が既知である。一方で、Cu源については、この部分が不明であることと、Cu2ZnSnS4薄膜のp型化に大いに影響を及ぼすことが考えられることから、まずはCuのアセチルアセトナト錯体を用いたp型のCu2O薄膜の作製に取り組んだ。この結果、成膜温度や溶媒などの条件を最適化することで、ノンドープでp型のCu2O薄膜を得ることができた。これらの成果は、複数の国内学会で発表したほか、平成25年度中に国際学会においての発表や論文投稿を行う。
これらの結果を踏まえ、さらにチオ尿素をS源としてCu2ZnSnS4薄膜の作製を目指した。
XRD測定の結果、明瞭な結晶成長を観察することはできなかったが、EDS測定を行ったところ、OではなくSが選択的に取り込まれていることが分かった。Cu、Zn、Sn、Sのいずれもが取り込まれており、CZTSの薄膜が得られたが、それぞれの原料の分解温度や反応速度の差から、薄膜中の化学量論比が2:1:1:4とはなっておらず、成膜温度などの条件の最適化を行いながら、化学量論比と薄膜特性の相関を調べた。これらの結果は、現在のところ未公表であるが、取りまとめ次第、学会や論文などで発表の予定である。
平成25年度も計画通り研究を遂行する予定であったが、超音波噴霧法のメリットを活かしてCu2ZnSnS4にOを加えた、Cu2ZnSn(O,S)4薄膜の作製を目指した若手研究(B)が平成25年度から採択されることとなったため、本研究助成事業については辞退し、これらの研究成果を引き継ぎながら発展的に研究を遂行していく。

現在までの達成度 (区分)
理由

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2013 その他

すべて 学会発表 (4件)

  • [学会発表] Fabrication of Transparent Conductive Oxide Thin Films by Ultrasonic Spray Assisted Mist Chemical Vapor Deposition Method2013

    • 著者名/発表者名
      Takumi Ikenoue
    • 学会等名
      32nd Electronic Materials Symposium
    • 発表場所
      ラフォーレ琵琶湖
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Ultrasonic Spray Assisted Mist Chemical Vapor Deposition and Characterization of p-type Cu2O Thin Films2013

    • 著者名/発表者名
      Takumi Ikenoue
    • 学会等名
      The twentyfirst Annual International Conference on COMPOSITES/NANO ENGINEERING (ICCE - 21)
    • 発表場所
      Tenerife, Spain
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 薄膜太陽電池応用に向けた超音波噴霧ミストCVD法によるp型酸化物半導体の作製と評価

    • 著者名/発表者名
      池之上 卓己
    • 学会等名
      第8回エネルギー技術シンポジウム
    • 発表場所
      産総研つくばセンター
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 太陽電池応用に向けた超音波噴霧ミストCVD法によるp型Cu2O薄膜の作製と評価

    • 著者名/発表者名
      池之上 卓己
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2012-11-27   更新日: 2019-07-29  

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