化合物半導体を用いた新しい薄膜太陽電池の開発

研究内容
リン化物半導体を用いた世界初の太陽電池の開発を目指す
太陽電池の試作と電流電圧特性
半導体特性の制御
- 原子配列制御
- ドーパント効果
高品質薄膜作製
プロセスの開発
リン化物太陽電池の
実現・高効率化
表面電極
(Agペースト)
Al ドープ ZnO
(n型)
光吸収層
(ZnSnP2, p型)
- 金属薄膜のリン化
試作したZnSnP2
太陽電池
裏面電極 (Agペースト)
ガラス基板
Zn
Sn
P
- p-n 接合
表面電極
- 電極材料
Zn/Sn (Zn 存在率高)
窓層
Zn/Sn (Sn 存在率高)
低温
カルコパイライト
1.66 eV
中間の状態
バッファー層
P
リン蒸気による
リン化
光吸収層
高温(720
以上)
(Zn3P2, ˚C
ZnSnP
2)
裏面電極
ガラス基板閃亜鉛鉱
中間のバンドギャップ
研究テーマ
Zn/Sn
スパッタリング
1.25 eV
Zn-Sn
合金
ZnSnP2
Current density / mA cm
太陽電池デバイスの構築
-2
1.0
t ~240 m
Dark
Bright
0.5
t ~490 m
Bright
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
0.0
0.2
0.4
0.6
Voltage / V
0.8
光照射による
発電を確認!
この材料では
世界初!!
1.0
●半導体特性の制御
・リンを含む三元系状態図の調査 ・バルク結晶成長と物性評価 ・ドーピングによる物性制御
●薄膜作製プロセスと太陽電池
・リン化法による薄膜プロセスの確立 ・pn接合形成技術の開発 ・最適なバッファー層の探索
3