結晶シリコンソーラーセルの水蒸気熱処理による特性改善機構の解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560360
• 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: 蓮見 真彦 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60261153)
• 連携研究者: 鮫島 俊之 東京農工大学, 大学院工学研究院, 教授 (30271597)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: ソーラーセル / 水蒸気熱処理 / 少数キャリアライフタイム / マイクロ波吸収

研究概要

アモルファスシリコンp-i-n型ソーラーセルに対して水蒸気熱処理を適用し、変換効率が向上する条件を見出した。特に、初期特性の悪いソーラーセルに大きな改善が見られた。
マイクロ波吸収測定を用いたシリコン基板の少数キャリア実効ライフタイム評価技術を構築した。異なる波長の励起光を用いることにより、シリコン基板への光侵入長の違いによりキャリア生成場所を変調し、少数キャリア再結合サイトの空間分布、密度に関する情報を得た。本手法は半導体デバイスの品質評価、特に作製プロセス中モニタリングへの応用が期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] Activation of silicon implanted with phosphorus and boron atoms by microwave annealing with carbon powder as a heat source (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Hasumi, T. Nakamura, S. Yoshidomi, and T. Sameshima
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 53 ページ: 05FV05-1-6 (6)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi junction solar cells using band-gap induced cascaded light absorption (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Sameshima, H. Nomura, S. Yoshidomi, and M. Hasumi
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 53 ページ: 05FV07-1-4 (4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photo induced minority carrier annihilation at crystalline silicon surface in metal oxide semiconductor structure (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Sameshima, J. Furukawa, T. Nakamura, S. Shigeno, T. Node, S. Yoshidomi, and M. Hasumi
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 53 ページ: 031301-1-6 (6)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of Silicon Surface Passivation by Microwave Annealing Using Multiple-Wavelength Light-Induced Carrier Lifetime Measurement (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Sameshima, R. Ebina, K. Betsuin, Y. Takiguchi, and M. Hasumi
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 52 ページ: 011801-1-6 (6)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heat treatment of amorphous silicon p-i-n solar cells with high-pressure H2O vapor (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Takenezawa, M. Hasumi, T. Sameshima, T. Koida, T. Kaneko, M. Karasawa, and M. Kondo
  • 雑誌名: J. Non-Cryst. Solids 巻: 358 ページ: 2285-2288 (4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface Passivation of Crystalline Silicon by Combination of Amorphous Silicon Deposition with High-Pressure H2O Vapor Heat Treatment (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Sameshima, T. Nagao, M. Hasumi, A. Shuku, E. Takahashi, and Y. Andoh
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 51 ページ: 03CA06-1-6 (6)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Aluminum Oxide Films by Aluminum Metal Evaporation in Oxygen Gas Atmosphere for Surface Passivation (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Hasumi, Y. Kanda, S. Yoshidomi, and T. Sameshima
  • 雑誌名: Technical Digest of the 24^<th> Int. Photovoltaic Solar Energy Conf ページ: 2D-1P-26 (1)
• [学会発表] Crystallization of Amorphous Silicon Thin Films by Microwave Heating (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村友彦, 吉冨真也, 蓮見真彦, 鮫島俊之
  • 学会等名: 応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学
  • 年月日: 2014-03-19
• [学会発表] Activation of Silicon Implanted with Dopant Atoms by Microwave Heating (2013)
  • 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: International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Hilton Fukuoka Sea Hawk
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] Silicon Surface Oxidation and Passivation by Remote Induction-Coupled Oxygen Plasma (2013)
  • 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: 応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2013-09-17
• [学会発表] Multi-Connected Solar Cells Using Band-Gap Induced Cascaded Light Absorption (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Sameshima, S. Yoshidomi, and M. Hasumi
  • 学会等名: JSAP-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: Doshisha Univ
  • 年月日: 2013-09-16
• [学会発表] Microwave Annealing of Phosphorus Implanted p-type Silicon (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Hasumi, S. Yoshidomi, and T. Sameshima
  • 学会等名: JSAP-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: Doshisha Univ
  • 年月日: 2013-09-16
• [学会発表] Activation of Silicon Implanted with Phosphorus Atoms by Microwave Heating (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Yoshidomi, C. Akiyama, J. Furukawa, M. Hasumi, T. Ishii, T. Sameshima, Y. Inouchi, and M. Nait
  • 学会等名: International Workshop on Active-Matrix Flatpanel Displays and Devices
  • 発表場所: Ryukoku Univ
  • 年月日: 2013-07-04
• [学会発表] Minority Carrier Annihilation at Crystalline Silicon Surface in MOS Structure (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Furukawa, S. Yoshidomi, M. Hasumi, and T. Sameshima
  • 学会等名: International Workshop on Active-Matrix Flatpanel Displays and Devices
  • 発表場所: Ryukoku Univ
  • 年月日: 2013-07-04
• [学会発表] MOS構造における結晶シリコン表面の少数キャリア再結合 (2013)
  • 著者名/発表者名: 古川潤, 吉冨真也, 蓮見真彦, 鮫島俊之
  • 学会等名: 応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] Minority Carrier Lifetime Measurements by Multiple Wavelength Light Induced Carrier Microwave Absorption Method (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Sameshima, Y. Takiguchi, T. Nagao, and M. Hasumi
  • 学会等名: International Workshop on Active-Matrix Flatpanel Displays and Devices
  • 発表場所: Ryukoku Univ
  • 年月日: 2012-07-04
• [学会発表] Increase in Minority Carrier Lifetime Measured by Microwave Irradiation Method (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Sameshima, K. Betsuin, T. Nagao, and M. Hasumi
  • 学会等名: International Workshop on Active-Matrix Flatpanel Displays and Devices
  • 発表場所: Ryukoku Univ
  • 年月日: 2012-07-04
• [学会発表] 多波長光照射によるマイクロ波フリーキャリヤ吸収を用いた半導体少数キャリヤ消滅特性の調査 (2012)
  • 著者名/発表者名: 滝口裕太, 永尾友一, 蓮見真彦, 鮫島俊之
  • 学会等名: 応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] リモート酸素プラズマ処理と高圧水蒸気熱処理によるシリコン表面パッシベーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 永冨佳将, 蓮見真彦, 鮫島俊之
  • 学会等名: 応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] Heat Treatment of Amorphous Silicon p-i-n Solar Cells with High-Pressure H2O Vapor (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Hasumi, J. Takenezawa, T. Sameshima, T. Koida, T. Kaneko, M. Karasawa, and M. Kondo
  • 学会等名: International Conference on Amorphous and Nanocrystalline Semiconductors
  • 発表場所: Nara Prefectural New Public Hall
  • 年月日: 2011-08-23
• [学会発表] High-Pressure H2O Vapor Heat Treatment Used to Improve Polycrystalline Silicon Soar Cell Characteristics (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Takenezawa, M. Hasumi, and T. Sameshima
  • 学会等名: International Workshop on Active-Matrix Flatpanel Displays and Devices
  • 発表場所: Ryukoku Univ
  • 年月日: 2011-07-12
• [備考]
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~sameken/