| 研究実績の概要 |
安価なSiナノ結晶粒子ペーストを製作し、塗布して太陽電池を製造するための基礎プロセスの検討を行った。高純度Si原料をミリングなどによりナノサイズ化し、ペースト状にした後、Fe基板・Mo基板などにp型、n型Siペーストをそれぞれ塗布することにより、太陽電池用のpn接合を製作することに成功した。
本研究ではプロセス中のSiの酸化を防ぐ事が最重要課題である。昨年度はSiを粉砕する際に酸化をしない様に出来るだけ、工夫を加えた。まず、乳鉢で粉砕する際には還元性のあるエタノールなどを加える事で、Siが直接大気に触れない様にする事で、粉砕時の酸化をかなり押さえる事が出来る事が分かった。また、遊星型ビーズミル法においては容器内雰囲気を空気では無く、ArやN2など無酸素状態で行う事により、酸化が押さえられる事も分かった。さらに、最も酸化されやすいプロセスは熱処理のところであり、炉内にArガスをただフローさせるよりは、真空置換させた方が熱処理による酸化が抑えられることが分かった。
Siナノ結晶粒子の酸化の評価はSiペーストを金属基板に塗布後、アニーリング前後でFTIR, X線回折、ラマン分光などにより酸化度合い、結晶性や欠陥の回復の様子をそれぞれ確認した。最後に、上に述べた手法で酸化を抑えたSiペーストpnデバイスを作成し、膜の電気伝導性やpnダイオード特性の評価を行った。その結果、整流性の良い(440程度)ダイオードが得られ、わずかながら光起電力も観測できた。
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