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2021 年度 研究成果報告書

環境調和型次世代太陽電池材料SnSの非平衡欠陥制御と薄膜のn型化

研究課題

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研究課題/領域番号 19H02430
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分26020:無機材料および物性関連
研究機関山梨大学

研究代表者

柳 博  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (30361794)

研究分担者 鈴木 一誓  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (60821717)
川西 咲子  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (80726985)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードSnS / 太陽電池 / 昇華法
研究成果の概要

薄膜中のCl濃度を上げるためにClドープ粉末および単結晶を原料に用いて製膜を試みたところ、最大1.8 at.%のCl濃度を実現した。ギャップ内準位の低減を目的に製膜手法・条件の最適化を行うことで、ギャップ内領域の吸収係数が<2x10E4 cm-1の高配向膜の作製に成功した。キャリア濃度は<10E16 cm-3と見積もられた。またundoped単結晶の育成条件の最適化を行うことでSn/S比のわずかな変化によりp/n伝導型の制御ができることを見出した。さらにn型単結晶上に昇華法によるp型SnSを製膜してpnホモ接合を作製した結果整流性を観察することができた。

自由記述の分野

無機材料科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

簡便な昇華法などの製膜手法で欠陥濃度の低い薄膜を実現したことやundoped単結晶での不純物添加に頼らず伝導型の制御を実現したことはSnS太陽電池の高効率化に寄与していくものと考えられる。SnSは環境親和性が高く資源制約も少ない材料であるた。今回の研究成果は近い将来低コスト高効率太陽電池を実現しうる薄膜材料として期待させるものである。

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公開日: 2023-01-30  

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