| 研究課題/領域番号 |
25390084
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 研究機関 | 金沢工業大学 |
|---|
研究代表者 |
南 内嗣 金沢工業大学, 工学部, 教授 (70113032)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| キーワード | 透明導電膜 / ZnO / 表面テクスチャー / 薄膜太陽電池 / マグネトロンロンスパッタ |
|---|
| 研究概要 |
【研究目的・方法】本年度は、研究の第一段階として、光閉じ込め機能の高度化を図るために光吸収層に採用する薄膜シリコンのエネルギーギャップに相当する波長の光を効率良く且つ十分な散乱角を持って散乱させるために最適な形状のテクスチャー構造を有するZnO系透明導電膜の化学的エッチング法による作製技術を開発した。
【研究成果】①化学的エッチング技術によるテクスチャー構造を制御したZnO系透明導電膜の基本的な形成技術の確立。マグネトロンスパッタ成膜法を用いて低抵抗率ZnO系透明導電膜をガラス基板上に形成後、化学的・物理的表面加工技術により、テクスチャー構造を制御したZnO系透明導電膜を作製し、希塩酸のpHを制御した化学的エッチング処理技術を開発することにより入射光の反射・屈折の制御等による光閉じ込め効果の高度化する基本的な技術を確立した。
②エッチング処理技術の確立。ZnO系透明導電膜の表面テクスチャー構造を制御するために最適なエッチング処理技術を確立した。具体的には、エッチング処理温度、処理時間、エッチャントの種類等が表面テクスチャー構造に及ぼす影響を詳細に検討した結果、エッチング液の水流速度及び温度を精密に制御することにより、最適な表面テクスチャー構造を実現するために最適なエッチング条件を明らかにした。
③ラピッドサーマルアニーリング(RTA)技術による表面テクスチャー構造制御技術の確立。成膜時の成膜条件の制御に加えて、独自に開発に成功したZnO透明導電膜に対するラピッドサーマルアニーリング(RTA)技術を導入して、RTA処理を施した膜をエッチング処理することにより、より精密なZnO系透明導電膜の表面テクスチャー構造の制御技術を確立した。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度に計画した①化学的エッチング技術によるテクスチャー構造（形状や大きさ等）を制御したZnO系透明導電膜の基本的な形成技術の確立。②エッチング処理技術の確立。及び③ラピッドサーマルアニーリング(RTA)技術による表面テクスチャー構造制御技術の確立。の研究開発項目全てに対して、一定の成果が得られたため。
|
| 今後の研究の推進方策 |
次年度は、本年度に得られた成果をベースとして、より低コストでテクスチャー構造を有するZnO系透明導電膜を作製するために、化学的エッチング法を使用せずに、成膜時に直接テクスチャー構造を作製する技術を開発する。具体的には以下の研究開発項目を実施する予定である。
①テクスチャー構造（形状や大きさ等）を制御したZnO系透明導電膜の直接形成技術の確立。成膜時に直接表面テクスチャの形状を制御しつつZnO系透明導電膜を形成する技術を確立し、入射光の反射・屈折の制御等による光閉じ込め効果の高度化を実施する。これは、南らが開発した高周波重畳直流マグネトロンスパッタ成膜時の成膜条件の精密な制御及び使用するターゲット材料の最適化により実施する。
② 2段階成膜技術の確立。第一段階成膜として、テクスチャー構造（形状や大きさ等）を制御したZnO系透明導電膜をガラス基板上に形成した後、第二段階成膜で低抵抗率ZnO系透明導電膜を形成し、入射光の反射・屈折の制御等による光閉じ込め効果の高度化及び高品質（低抵抗率）なZnO系透明導電膜開発を実施する。これは、南らが開発した２段階製膜技術を使用すると共にマグネトロンスパッタ成膜時の成膜条件の精密な制御及び使用するターゲット材料の最適化により実施する。
|
| 次年度の研究費の使用計画 |
消耗品費において、平成２５年度の使用が当初予定より若干少なかったことによる。
次年度使用額に関しては、平成２６年度の消耗品費として使用予定。
|
