超音波噴霧法による高効率Cu2ZnSnS4薄膜太陽電池の実現へ向けた研究

超声波雾化法实现高效Cu2ZnSnS4薄膜太阳能电池的研究

基本信息

批准号：
24860053
负责人：
池之上卓己
金额：
$ 1.91万
依托单位：
The University of Shiga Prefecture
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-08-31 至 2014-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-24860053/
关键词：
超音波噴霧法化合物半導体

项目摘要

超音波噴霧法によるCu2ZnSnS4薄膜作製に向け、原料としてCuのアセチルアセトナト錯体、Znのアセチルアセトナト錯体、Snのアセテート錯体を選択した。これらのうち、Zn源とSn源は、酸化物薄膜の作製に用いたことがあり、それぞれの材料の分解温度や得られる酸化物薄膜の特性が既知である。一方で、Cu源については、この部分が不明であることと、Cu2ZnSnS4薄膜のp型化に大いに影響を及ぼすことが考えられることから、まずはCuのアセチルアセトナト錯体を用いたp型のCu2O薄膜の作製に取り組んだ。この結果、成膜温度や溶媒などの条件を最適化することで、ノンドープでp型のCu2O薄膜を得ることができた。これらの成果は、複数の国内学会で発表したほか、平成25年度中に国際学会においての発表や論文投稿を行う。これらの結果を踏まえ、さらにチオ尿素をS源としてCu2ZnSnS4薄膜の作製を目指した。XRD測定の結果、明瞭な結晶成長を観察することはできなかったが、EDS測定を行ったところ、OではなくSが選択的に取り込まれていることが分かった。Cu、Zn、Sn、Sのいずれもが取り込まれており、CZTSの薄膜が得られたが、それぞれの原料の分解温度や反応速度の差から、薄膜中の化学量論比が2:1:1:4とはなっておらず、成膜温度などの条件の最適化を行いながら、化学量論比と薄膜特性の相関を調べた。これらの結果は、現在のところ未公表であるが、取りまとめ次第、学会や論文などで発表の予定である。平成25年度も計画通り研究を遂行する予定であったが、超音波噴霧法のメリットを活かしてCu2ZnSnS4にOを加えた、Cu2ZnSn(O,S)4薄膜の作製を目指した若手研究(B)が平成25年度から採択されることとなったため、本研究助成事業については辞退し、これらの研究成果を引き継ぎながら発展的に研究を遂行していく。

为了制备通过超声喷涂的Cu2ZNSNS4薄膜，Cu的乙酰乙酸酯配合物，Zn的乙酰乙酸酯配合物和SN的乙酸SN络合物作为原材料。其中，Zn源和SN源已用于制造氧化薄膜，并且已知每种材料的分解温度以及所得氧化物薄膜的特性。另一方面，Cu源未知，人们认为它将对Cu2ZNSNS4薄膜的P型形成产生重大影响，因此我们首先使用CU的乙酰乙酸酯配置P型Cu2O薄膜制造。结果，通过优化诸如膜形成温度和溶剂之类的条件，获得了非掺杂的P型Cu2O薄膜。这些结果已在几个国内学术会议上提出，并将在2013年介绍并提交国际学术会议。根据这些结果，我们旨在进一步准备使用Thiourea作为S来源的Cu2ZNSNS4薄膜。 XRD测量结果表明，不可能清晰的晶体生长，但是ED的测量结果表明，S有选择地合并而不是O. Cu，Zn，SN和S都合并，从而导致CZTS薄膜，但由于薄膜中的石化比率不是2：1：1：4，因此由于在每种反应温度和反应温度的分解速度上的差异而差异。薄膜中的化学计量比不是2：1：1：4，在优化诸如薄膜形成温度之类的条件时，研究了化学计量比与薄膜特征之间的相关性。目前尚未发布这些结果，但一旦汇编，它们将在学术会议和论文上发表。该研究计划在2013财年计划进行，但作为一名年轻研究人员（b），旨在生产Cu2ZNSN（O，s）4薄膜，利用超声喷雾方法将O添加到Cu2ZNSNS4中的好处，从而将我们的研究降低了研究，并将逐步进行研究。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

薄膜太陽電池応用に向けた超音波噴霧ミストCVD法によるp型酸化物半導体の作製と評価

使用超声波喷雾 CVD 方法制造和评估用于薄膜太阳能电池应用的 p 型氧化物半导体

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
E. Ohtani;T. Sakai;H. Fukui;K. Mibe;S. Takahashi;T. Sakairi;S. Kamada;T. Sakamaki;池之上　卓己
通讯作者：
池之上　卓己

太陽電池応用に向けた超音波噴霧ミストCVD法によるp型Cu2O薄膜の作製と評価

超声波喷雾CVD法制备p型Cu2O薄膜并评价太阳能电池应用

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
T. Sakamaki;E. Ohtani;S. Kamada;N. Nishitani;S. Takahashi;I. Ohira;T. Sakairi;I. Mashino;池之上　卓己
通讯作者：
池之上　卓己

Fabrication of Transparent Conductive Oxide Thin Films by Ultrasonic Spray Assisted Mist Chemical Vapor Deposition Method

超声喷雾辅助雾化化学气相沉积法制备透明导电氧化物薄膜

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
E. Ohtani;T. Sakai;S. Takahashi;T. Sakamaki;N. Nishitani;I. Ohira;T. Sakairi;N. Hirao;Y. Ohishi;I. Mashino;M. Hamada;Takumi Ikenoue
通讯作者：
Takumi Ikenoue

Ultrasonic Spray Assisted Mist Chemical Vapor Deposition and Characterization of p-type Cu2O Thin Films

p 型 Cu2O 薄膜的超声喷雾辅助雾化化学气相沉积及表征