化合物半導体薄膜太陽電池の大面積化に関する研究

化合物半导体薄膜太阳能电池大面积化研究

• 批准号: 08780478
• 负责人: 蔵之内 真一
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Nagano National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08780478/
• 关键词: 太陽電池; 半導体薄膜; one-step deposition; 電着法; 電気めっき; ケミカルバス法; CIS

本研究では太陽電池用材料に必要な大面積薄膜を作製することを目的として、一度の堆積で化合物半導体が得られるone-step法に着目し堆積を行なった。太陽電池用材料として注目されているCuInSe_2,CuInS_2およびこれらの混晶CuIn(Se,S)_2について電着を試み以下の知見が得られた。1.one-step法によるCuInSe_2,CuInS_2薄膜の電気めっき堆積条件について検討した。その結果、CuInSe_2の方がCuInS_2に比べて電着しやすいことがわかった。CuInSe_2は電着溶液のpHが1.5〜2.0までの溶液で、電着電位が-1.0〜-1.8Vまでの広い範囲で化学両論組成の堆積膜が得られた。一方、化学両論組成のCuInS_2が得られる条件はpHが2.0〜2.5、電着電位が-1.3〜-1.7Vの比較的狭い範囲であった。また、CuIn(Se,S)_2混晶の作成を試み、SeとSの比を変えた堆積膜の作製に成功した。2.堆積基板として2×7cmのスライドガラス上にMo金属電極を堆積したものを用いて、電着膜の密着性および面内の均一性について検討した。堆積基板が大きくなるとめっき曹内の電極配置および溶液の攪拌速度が、均一性に大きく影響を与えることがわかった。3.上記の実験により得られた薄膜に電気炉を用いて真空中で熱処理を行った。X線回折測定による評価で、熱処理温度とともにカルコパイライト相の成長が見られたが、CuIn,CuSe等の異相も存在することがわかった。4.熱処理を行った結果、比較的異相の少ない試料について金属/半導体接続を形成して電気特性について検討した。Al/CuInSe_2およびAl/CuIn(Se,S)_2について整流性を確認した。

在这项研究中，我们专注于一种一步沉积方法，该方法可以在一次沉积中获得化合物半导体，目的是生产太阳能电池材料所需的大面积薄膜。我们尝试了作为太阳能电池材料而受到关注的CuInSe_2、CuInS_2及其混晶CuIn(Se,S)_2的电沉积，并获得了以下发现。 1.研究了一步法电镀沉积CuInSe_2和CuInS_2薄膜的条件。结果表明，CuInSe_2比CuInS_2更容易电沉积。在pH为1.5至2.0的电沉积溶液中使用CuInSe_2，并在-1.0至-1.8V的宽电沉积电位范围内获得具有化学计量组成的沉积膜。另一方面，获得具有化学计量组成的CuInS_2的条件是相对较窄的pH范围2.0至2.5和电沉积电位-1.3至-1.7V。我们还尝试制备 CuIn(Se,S)_2 混合晶体，并成功制备了不同 Se 和 S 比例的沉积薄膜。 2. 使用 2 x 7 cm 载玻片和沉积的 Mo 金属电极作为沉积基底，研究电沉积膜的附着力和面内均匀性。发现随着沉积基板变得更大，电镀溶液内的电极排列和溶液的搅拌速度对均匀性的影响更大。 3.使用电炉在真空中对上述实验中获得的薄膜进行热处理。 X射线衍射测量的评价表明，随着热处理温度的升高，黄铜矿相生长，但也发现存在其他相，例如CuIn和CuSe。 4.通过热处理，异相相对较少的样品形成金属/半导体连接，并研究其电性能。证实了Al/CuInSe_2和Al/CuIn(Se,S)_2的整流特性。

项目成果

Sin'ichi Kuranouchi: "Study of one step electrodeposition condition for preparation of CuIn(Se,S)_2 thin films." Solar Energy Materials and Solar Cells. (to be published).

Sinichi Kuranouchi：“制备 CuIn(Se,S)_2 薄膜的一步电沉积条件的研究”。

Sin'ichi Kuranouchi: "Study of one step electrodeposition condition for preparation of CuIn(Se,S)_2 thin films." Technical Digest of 9th International Photovoltaic Science and Engineering Conference. 389-390 (1996)

Sinichi Kuranouchi：“制备 CuIn(Se,S)_2 薄膜的一步电沉积条件的研究”。