島根大学研究シーズ低温高速スパッタエピ成長による Si系太陽電池の製造技術葉文昌（総合理工学研究科）【概要】 No.S-27-A 太陽光発電のさらなる普及に向けて，太陽電池製造における高効率化，成膜の大面積化，低コスト化が要求されている。本研究は，スパッタ堆積法により，Si膜またはGe膜を400℃以下， 3nm/s以上の高速でエピタキシャル成長を可能にする技術であり，ドーパント元素との共スパッタにより，比較的簡単にSi及びGe膜への高濃度ドピングができる大面積かつ低コストな成膜が可能での高濃度ドーピングができる。大面積かつ低コストな成膜が可能であり，紫外レーザダイオードアニールにより，准単結晶化されたガラス上のSi薄膜を厚膜化してGe膜を積層すれば，高効率な薄膜Si太陽電池の製造が期待できる。本研究に関連する特許１）特願2012-184731 ）特願２）特願2013-047407 Si上のSiホモエピタキシ Si/Ge多接合太陽電池のメリット断面断面ＴＥＭ AM1.5Gフォトン流量と光浸透深さ 6 2 Si 1 界面 0 0 200 400 600 DCパワー（W）基板 Si Si 5000 nm 成長表面 Si上のGeヘテロピタキシ Si薄膜が吸収する光子： 36％ 5 9 Ge薄膜が余分に吸収できる光子：52％ 8 7 4 6 3 5 4 2 Si Si吸収端 1 3 Ge 2 1 0 3 1000 nm 1 Ge ＳＥ膜 Si 拡大 0 0 50 100 150 DCパワ（W） DCパワー（W） 0 0.0 断面ＴＥＭ 2 10 nm 成長速度（nm/s） 10 ＳＥ膜 Ge Si 基板光の浸透深ささ（μm） 3 フォトン流量(×1018 個/s/m2/nm) 成長速度（nm/s） 4 500.0 1000.0 波長 (nm) 1500.0 ・Ge膜によって余分に52％取出可能・Si/Ge-Ge直列構造 ⇒並列で電圧マッチング 0.6V Si Ge 0.3V Ge 0.3V Si/Ge低温高速エピキタシ技術が鍵となる Si 5000 nm 成長表面【応用例】太陽電池，LSI，ディスプレイ製造太陽電池，LSI，ディスプレイ製造への応用の応用【研究シーズ，特許に関するお問い合わせ先】島根大学産学連携センター〒690-0816 島根県松江市北陵町２番地電話：0852-60-2290 FAX：0852-60-2395 電子メール：[email protected] （2014.01）