| 研究課題/領域番号 |
21656039
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
安武 潔 大阪大学, 工学研究科, 教授 (80166503)
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| 研究分担者 |
垣内 弘章 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (10233660)
大参 宏昌 大阪大学, 工学研究科, 助教 (00335382)
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| キーワード | 大気圧プラズマ / プラズマ酸化 / 表面パッシベーション / シリコン / 太陽電池 / Al_2O_3 / 界面準位 / 表面再結合 |
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| 研究概要 |
薄型Si太陽電池の実現には、光閉じ込め技術に加えて、キャリアの表面再結合を抑制する表面パッシベーション技術が鍵となる。p型Si表面のパッシベーションには、負の固定電荷をもつ絶縁膜が有効であり、Al_2O_3薄膜がその可能性を有している。本研究では、大気圧プラズマ酸化によるAlの酸化特性、およびAl_2O_3膜物性の詳細な評価によって、p型Si表面のパッシベーションに有効なAl_2O_3/極薄SiO_2/Si構造の形成条件を明らかにし、高効率Si太陽電池製造に必要なAl_2O_3薄膜の低温・高速形成プロセスを開発する。
本年度は、高効率な大気圧プラズマ酸化を実現するため、1)酸化用電極の開発、2)プラズマ発生条件の検討、3)界面再結合速度の測定・評価方法の確立、および4)理論シミュレーションモデルの開発を行った。
1)既存装置においてSiウエハの大気圧プラズマ酸化実験を可能とするため、Al合金製シャワー電極を開発した。また、プラズマギャップ以外での異常放電を防ぐ新型電極構造、および異常放電防止技術の開発を行い、2～6インチ電極で安定な大気圧プラズマの生成を可能にした。
2)Alの大気圧プラズマ酸化において重要な役割を果たす酸素ラジカルの発生状況を調べるため、酸素プラズマの発光分光分析を行った。希釈ガスとしてHeおよびArを用いた場合の結果から、高密度にラジカル酸素を発生させるためには、Arプラズマが効果的であることが分かった。
3)新規導入したSiライフタイムテスターを用いて、表面・界面再結合速度とSiバルクライフタイムの分離測定技術を確立した。
4)Al_2O_3/Si界面でのキャリア再結合特性を理論的に予測するため、ショックレー・リード・ホール統計に基づく界面再結合モデルを作成し、界面再結合速度のシミュレーションプログラムを開発した。
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