資源戦略に基づく太陽電池用硫化物半導体の探索

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23760005
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 後藤 民浩 群馬大学, 理工学研究院, 准教授 (10311523)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 硫化物半導体 / 硫化すず / バンドギャップ / 光吸収係数 / 太陽電池材料 / 硫化プロセス / ゼーベック係数 / ギャップ内準位

研究概要

太陽電池の光吸収層として適した光学特性を有する硫化物半導体薄膜の光・電子物性について調べた。硫黄粉末量、反応温度を変化させた粉末試料を作製し、真空蒸着法で薄膜した試料について光学顕微鏡を用い表面の平坦性の良い作製条件を見出した。硫化すず(SnS)薄膜はバンドギャップ1.30-1.36 eV、アーバックエネルギー0.5-1.2 eVであり、ミッドギャップ領域に弱光吸収を示した。ミッドギャプ吸収は400℃程度の熱処理により2%以下に減少した。熱処理により局在準位密度が減少し、キャリア移動度が大幅に向上が生じている可能性があり、400℃程度の熱処理が膜の高品質化に有効である。

研究成果

• [雑誌論文] 相変化材料の特性コントラストの起源 (2014)
  • 著者名/発表者名: 後藤民浩
  • 雑誌名: NEW GLASS 巻: Vol.29, No.1 ページ: 18-22
• [雑誌論文] Effect of annealing on carrier concentration in Ge_2Sb_2Te_5 films (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Gotoh
  • 雑誌名: Canadian Journal of Physics 巻: 92 ページ: 1-3
  • DOI: 10.1139/cjp-2013-0583
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical Properties of SnS films deposited by thermal evaporation of sulfurized Sn powder (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Gotoh, K. Yazawa, K. Imai
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: 596 ページ: 21-25
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.534.36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical properties of DC-sputtered amorphous InGaZnO_4 films (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kaneda and T. Gotoh
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: 534 ページ: 36-39
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.534.36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sub-gap absorption study of SnS films deposited by thermal evaporation of sulfurized Sn powder (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Gotoh
  • 雑誌名: Phys. Status Solidi C 巻: 9 ページ: 2407-2410
  • DOI: 10.1002/pssc.201200274
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sub-gap states in Ge_2Sb_2Te_5 phase change films (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Gotoh
  • 雑誌名: Journal of Non-Crystalline Solids 巻: 358 ページ: 2366-2368
  • DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2011.11.020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sub-gap absorption study of amorphous InGaZnO_4 films by photothermal deflection spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Gotoh and K. Kaneda
  • 雑誌名: Journal of Non-Crystalline Solids 巻: 358 ページ: 2450-2452
  • DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2011.12.013
  • 査読あり
• [学会発表] 熱処理によるGe_2Sb_2Te_5薄膜のキャリア濃度変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 後藤民浩
  • 学会等名: 第61回応用物理学会関係連合講演会
  • 発表場所: 相模原市
  • 年月日: 2014-03-19
• [学会発表] Sub-gap states in In-S films deposited by thermal evaporation (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Gotoh, K. Yazawa
  • 学会等名: 5th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering
  • 発表場所: Kiryu, Japan
  • 年月日: 2013-12-19
• [学会発表] n型ワイドギャップIn-S薄膜の光吸収スペクトル (2013)
  • 著者名/発表者名: 後藤民浩、今井健人、矢澤広祐
  • 学会等名: 第74回秋季応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 京田辺市
  • 年月日: 2013-09-19
• [学会発表] Effect of annealing on carrier density in Ge_2Sb_2Te_5 films (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Gotoh
  • 学会等名: 25th International Conference on Amorphous and Nanocrystalline Semiconductors
  • 発表場所: Toronto, Canada
  • 年月日: 2013-08-20
• [学会発表] SnS蒸着膜の電気伝導特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 後藤民浩、矢澤広祐、今井健人
  • 学会等名: 第60回応用物理学会関係連合講演会
  • 発表場所: 厚木市
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] Electrical Properties of SnS Films by Thermal Evaporation of Sulfurized Sn Powder (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Gotoh, K. Yazawa, K. Imai
  • 学会等名: 4th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering
  • 発表場所: Kiryu, Japan
  • 年月日: 2012-12-07
• [学会発表] SnS半導体薄膜の作製とギャップ内準位の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 後藤民浩
  • 学会等名: プロセス研究会
  • 発表場所: 東京都大田区
  • 年月日: 2012-10-20
• [学会発表] SnS蒸着膜のギャップ内準位評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 後藤民浩
  • 学会等名: 第73回秋季応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 松山市
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] Sub-gap Absorption Study of SnS Films Deposited by Thermal Evaporation of Sulfurized Sn Powder (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Gotoh
  • 学会等名: Fifth International Conference on Optical, Optoelectronic and Photonic Materials and Applications
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 2012-06-06
• [学会発表] Ge_2Sb_2Te_5相変化薄膜の熱起電力特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 後藤民浩、金田健児
  • 学会等名: 第59回応用物理学会関係連合講演会
  • 発表場所: 東京都新宿区
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 直流スパッタ法によるアモルファスInGaZnO_4薄膜の作製と熱処理効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金田健児、後藤民浩
  • 学会等名: 第59回応用物理学会関係連合講演会
  • 発表場所: 東京都新宿区
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 直流スパッタ法によるアモルファスInGaZnO_4薄膜の作製と評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金田健児、後藤民浩
  • 学会等名: 第3回薄膜太陽電池セミナー
  • 発表場所: さいたま市
  • 年月日: 2011-10-24
• [学会発表] 光熱偏向分光法による相変化薄膜のギャップ内準位の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 後藤民浩
  • 学会等名: プロセス研究会
  • 発表場所: 東京都大田区
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] 光熱偏向分光法によるGe_2Sb_2Te_5薄膜のギャップ内準位の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 後藤民浩
  • 学会等名: 第72回秋季応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形市
  • 年月日: 2011-08-31
• [学会発表] Sub-gap states in Ge_2Sb_2Te_5 phase change films (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Gotoh
  • 学会等名: 24th International Conference on Amorphous and Nanocrystalline Semiconductors
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 2011-08-23
• [学会発表] Sub-gap absorption study of amorphous InGaZnO_4 films by photothermal deflection spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Gotoh and K. Kaneda
  • 学会等名: 24th International Conference on Amorphous and Nanocrystalline Semiconductors
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 2011-08-23