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アルミナは負の固定電荷を持ち、光励起された表面の電子を反発させることによる電界効果パッシベーション効果が得られることから、シリコン太陽電池の新規パッシベーション膜として期待されている。ゾルゲル法にて作製したアルミナ膜の更なるパッシベーション特性の向上を目指し、様々な焼成条件で作製した試料に対して、少数キャリアライフタイムを測定することでパッシベーション特性評価を行った。
今年度は、低温での試料焼成時に問題となった高い界面準位密度を、熱酸化膜により低減させることを試みた。初めにシリコン基板表面に数nm以下の薄い熱酸化膜を作製し、その後、基板上にアルミナパッシベーション膜を作製し、試料評価を行った。非接触PCDによる少数キャリアライフタイム測定を行った。大気雰囲気下で焼成した試料の実効ライフタイム測定結果から、焼成温度300°Cで作製した試料では、SiO2層を界面に形成した試料での実効ライフタイムが増大した。焼成温度500°Cの試料では、SiO2層の有無によるライフタイムの変化はみられなかった。
また、試料作製後の時間経過とともにライフタイム特性の劣化が見られた。そこでゾルゲル法で製膜したアルミナ膜について、時間とともに顕著にパッシベーション特性が劣化する原因を探ることを試みた。作製したアルミナ膜の膜厚が2-3 nmと非常に薄いことが劣化を早めてしまうと考え、複数回スピンコート、またSiO2ディップコート剤との混合により膜厚を厚くすることでのライフタイム特性の劣化抑制を検討した。
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