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金属仕事関数誘起高効率シリコンソーラーセルの研究

研究課題

研究課題/領域番号 25420282
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
研究機関東京農工大学

研究代表者

鮫島 俊之  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30271597)

研究分担者 水野 智久  神奈川大学, 理学部, 教授 (60386810)
連携研究者 蓮見 真彦  東京農工大学, 大学院工学研究院, 助教 (60261153)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードソーラーセル / パッシベーション膜 / 低温プロセス技術 / キャリヤライフタイム / マイクロ波吸収 / 加熱水 / 水蒸気熱処理 / 光誘起フリーキャリヤ / キャリアライフタイム / 光誘起フリーキャリア / パッシベション膜
研究成果の概要

2つのシリコン結晶表面低温パッシベーション手法を開発した:①常温下酸素ラジカル処理と260℃、1.3MPa、3 h水蒸気熱処理の組み合わせ、②110℃加熱水中1hの熱処理。いずれも1 nm級のパッシベーション酸化膜が形成され、表面再結合欠陥密度が低減し、実効少数キャリヤライフタイムが向上した。特に加熱水処理は熱酸化膜並みの高い実効少数キャリヤライフタイムが得られた。本技術を用いて金とアルミを用いたMIS型ダイオードを作成し良好なダイオード特性と、効率8~9%ソーラーセル特性を得た。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 5件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Heat treatment in 110oC liquid water used for passivating siliconsurfaces2016

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura, T. Motoki, J. Ubukata, T. Sameshima, M. Hasumi and T. Mizuno
    • 雑誌名

      Appl. Phys. A.

      巻: 122 号: 4

    • DOI

      10.1007/s00339-016-9976-z

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Behavior of Photo Induced Minority Carrier Lifetime in PN Junction with Different Bias Voltages2015

    • 著者名/発表者名
      T. Sameshima and M. Hasumi
    • 雑誌名

      Energy Procedia

      巻: 84 ページ: 110-117

    • DOI

      10.1016/j.egypro.2015.12.303

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Passivation of silicon surfaces by heat treatment in liquid water at 110oC2015

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura, T. Sameshima, M. Hasumi, and T. Mizuno
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 54 号: 10 ページ: 106503-106503

    • DOI

      10.7567/jjap.54.106503

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photoinduced carrier annihilation in silicon pn junction2015

    • 著者名/発表者名
      T. Sameshima, T. Motoki, K. Yasuda, T. Nakamura, M. Hasumi, and T. Mizuno
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 54 号: 8 ページ: 081302-081302

    • DOI

      10.7567/jjap.54.081302

    • NAID

      210000145492

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Crystal direction dependence of quantum confinement effects of two-dimensional Si layers fabricated on silicon-on-quartz substrates: modulation of phonon spectra and energy-band structures2014

    • 著者名/発表者名
      T. Mizuno, Y. Nagata, Y. Suzuki, Y. Nakahara, T. Aoki, and T. Sameshima
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 53 号: 4S ページ: 04EC09-04EC09

    • DOI

      10.7567/jjap.53.04ec09

    • NAID

      210000143563

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum confinement effects in doped two-dimensional Si layers: novel device design for two-dimensional pn-junction structures2014

    • 著者名/発表者名
      T. Mizuno, Y. Nakahara, Y. Nagata, Y. Suzuki, T. Aoki, and T. Sameshima
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 53 号: 4S ページ: 04EC08-04EC08

    • DOI

      10.7567/jjap.53.04ec08

    • NAID

      210000143562

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photo induced minority carrier annihilation at crystalline silicon surface in metal oxide semiconductor structure2014

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Sameshima, Jun Furukawa, Tomohiko Nakamura, Satoshi Shigeno, Tomohito Node, Shinya Yoshidomi, and Masahiko Hasumi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 53 号: 3 ページ: 031301-031301

    • DOI

      10.7567/jjap.53.031301

    • NAID

      210000143406

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] PN接合の電圧印加による光誘起少数キャリヤライフタイム挙動の研究2015

    • 著者名/発表者名
      鮫島俊之, 中村友彦, 蓮見真彦
    • 学会等名
      Thin Film Materials & Devices Meeting
    • 発表場所
      龍谷大学アバンティ響都ホール(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-10-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波急速加熱によるシリコンの活性化とドーピングの検討2015

    • 著者名/発表者名
      太田康介, 木村駿介, 蓮見真彦, 鈴木歩太, 牛島満, 鮫島俊之
    • 学会等名
      Thin Film Materials & Devices Meeting
    • 発表場所
      龍谷大学アバンティ響都ホール(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-10-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Microwave-Induced Rapid Heating Used to Crystallize Thin Silicon Films2015

    • 著者名/発表者名
      S. Kimura, K. Ohta, T. Nakamura, M. Hasumi, A. Suzuki, M. Ushijima, T. Sameshima
    • 学会等名
      第76回応用物理学会学術講演会
    • 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] Heat treatment in 110oC liquid water used for Passivating silicon surfaces2015

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura, T. Sameshima, M. Hasumi, T. Mizuno
    • 学会等名
      Active Matrix Flat Panel Displays
    • 発表場所
      龍谷大学アバンティ響都ホール(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-07-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Annihilation Properties of Photo-Induced Carrier in Silicon PN Junction2015

    • 著者名/発表者名
      M. Hasumi, T. Sameshima, T. Motoki, T. Nakamura and T. Mizuno
    • 学会等名
      Active Matrix Flat Panel Displays
    • 発表場所
      龍谷大学アバンティ響都ホール(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-07-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Laser Induced Minority Carrier Lifetime in PN Junction2015

    • 著者名/発表者名
      T. Sameshima, T. Nakamura, S. Yoshidomi, M. Hasumi
    • 学会等名
      Symposium on Laser Precision Microfabrication
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県北九州 市)
    • 年月日
      2015-05-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Behavior of Photo Induced Minority Carrier Lifetime in PN Junction with Different Bias Voltages2015

    • 著者名/発表者名
      T. Sameshima, M. Hasumi
    • 学会等名
      E-Mater. Res. Soc. Symp.
    • 発表場所
      France, Lille
    • 年月日
      2015-05-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Passivation of Silicon Surfaces by Treatment in Water at 110oC2015

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura, T. Sameshima, M. Hasumi, T. Mizuno
    • 学会等名
      Mater. Res. Soc. Symp. Proc.
    • 発表場所
      USA, San Francisco
    • 年月日
      2015-04-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Passivation of Silicon Surfaces by Heat Treatment in Boiled Water and its Application of2014

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Nakamura, Shinya Yoshidomi, Masahiko Hasumi, and Toshiyuki Sameshima
    • 学会等名
      2014 Workshop on Active Matrix Flat Panel Displays
    • 発表場所
      京都府京都市、龍谷大学アバンティ響都ホール
    • 年月日
      2014-07-02 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Passivation of Silicon Surfaces by Oxygen Radical followed by High Pressure H2O Vapor2014

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Sameshima, Shinya Yoshidomi, Tomohiko Nakamura, Satoshi Shigeno, and Masahiko Hasumi
    • 学会等名
      2014 Workshop on Active Matrix Flat Panel Displays
    • 発表場所
      京都府京都市、龍谷大学アバンティ響都ホール
    • 年月日
      2014-07-02 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Activation of Silicon Implanted with Phosphorus Atoms by Microwave Heating2013

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshidomi, C. Akiyama, J. Furukawa, M. Hsumi, T. Ishii, T. Sameshima, Y. Inouchi, and M. Naito
    • 学会等名
      Active-Matrix Flatpanel Displays and Devices
    • 発表場所
      龍谷大学アバンティ響都ホール
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Minority Carrier Annihilation at Crystalline Silicon Surface in MOS Structure2013

    • 著者名/発表者名
      J. Furukawa, S. Yoshidomi, M. Hasumi, and T. Sameshima
    • 学会等名
      Active-Matrix Flatpanel Displays and Devices
    • 発表場所
      龍谷大学アバンティ響都ホール
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Annihilation of Photo-Induced Minority Carrier Caused by Ion Implantation and Rapid Thermal Annealing2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sameshima and S. Shibata
    • 学会等名
      Active-Matrix Flatpanel Displays and Devices
    • 発表場所
      龍谷大学アバンティ響都ホール
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Passivation of Silicon Surface by Laser Rapid Heating2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sameshima, H. Abe, M. Hasumi, T. Mizuno, and N. Sano
    • 学会等名
      レーザー先端材料加工国際会議
    • 発表場所
      朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Silicon Surface oxidation and Passivation by Remote Induction-Coupled Oxygen Plasma2013

    • 著者名/発表者名
      鮫島俊之,蓮見真彦,吉冨真也,中村友彦, 滋野聖
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Microwave Annealing of Phosphorus Implanted ptype Silicon2013

    • 著者名/発表者名
      M. Hasumi , S. Yoshidomi and T. Sameshima
    • 学会等名
      2013 JSAP-MRS Joint Symposia
    • 発表場所
      同志社大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Activation of Silicon Implanted with Dopant Atoms by Microwave Heating2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sameshima, T. Nakamura, S. Yoshidomi, M. Hasumi, T. Ishii, Y. Inouchi, M. Naito and T. Mizuno
    • 学会等名
      Solid State Devices and Materials 2013
    • 発表場所
      ヒルトン福岡シーホーク
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] Sameshima Lab.

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~sameken/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] 光誘起キャリヤライフタイム測定方法及び光誘起キャリヤライフタイム測定装置2016

    • 発明者名
      鮫島俊之
    • 権利者名
      鮫島俊之
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-025808
    • 出願年月日
      2016-02-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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