| 研究課題/領域番号 |
17K14657
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| 研究機関 | 山梨大学 |
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研究代表者 |
原 康祐 山梨大学, 大学院総合研究部, 特任助教 (40714134)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | シリサイド半導体 / 真空蒸着 / 太陽電池 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、大規模展開可能な薄膜太陽電池材料として有望なBaSi2半導体の蒸着膜の品質向上を目的とする。特に、n-BaSi2/p+-Siヘテロ接合ダイオードの電気特性評価を通して、デバイス応用の観点から、BaSi2蒸着膜の品質における課題を抽出し改善することを目指す。この研究目的を達成するために、①表面粗さ、②結晶欠陥がダイオードの整流性に与える影響の調査、③太陽電池特性の解明、という3つの研究項目を設定している。平成30年度は、クリーンな排気機構と成膜速度制御機構を備えた新たなBaSi2蒸着装置を用いた、高品質BaSi2薄膜の作製に取り組んだ。これは、②結晶欠陥の影響に関する精密な調査のために前年度に導入したものである。追加で発注していた基板加熱機構の納入においていくつかの問題があり運用開始が遅くなったが、従来より100 ℃以上低い基板温度で、成膜速度を制御しつつBaSi2薄膜を作製する条件の確立に成功した。低い基板温度は、太陽電池応用において基板材料の選択肢を増やすメリットがある。また、クリーンな排気機構と成膜速度制御により、今後作製するBaSi2薄膜中の不純物濃度の低減と、結晶欠陥量の影響に関する精密な調査が期待できる。また、同時に、BaSi2蒸着における蒸気組成の理論解析も進めたことで、成膜速度制御機構との組み合わせにより、堆積組成の精密制御が可能となった。その他、BaSi2の太陽電池応用にも取り組み始めており、緻密なp-SnS/n-BaSi2ヘテロ接合の作製に初めて成功するとともに、わずかではあるが発電も確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初計画を超えて導入した、クリーンな排気機構と成膜速度制御機構を備えた新たなBaSi2蒸着装置を用い、従来より100 ℃以上低い基板温度で、成膜速度を制御しつつBaSi2薄膜を作製する条件の確立に成功した。基板加熱機構の納入遅れによりヘテロ接合ダイオードの特性評価までは至っていないものの、BaSi2薄膜の高品質化を着実に実現できていると考えている。また、新しく取り組んだ熱力学に基づく理論解析によるアプローチは、結晶欠陥形成などの解釈に役立つ成果である。
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| 今後の研究の推進方策 |
新たなBaSi2蒸着装置を有効活用し、成膜速度と結晶欠陥量の関係、n-BaSi2/p+-Siダイオードの整流性への影響を精密に調査する。また、n-BaSi2/p+-Siヘテロ接合の太陽電池特性を評価し、BaSi2蒸着膜の太陽電池応用可能性を調査する。
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