In_2Se_3多結晶薄膜を用いた高効率薄膜太陽電池の開発

利用In_2Se_3多晶薄膜开发高效薄膜太阳能电池

基本信息

批准号：
13750006
负责人：
岡本保
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kisarazu National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

欠損性ウルツ鉱構造を有するγ-In_2Se_3は、禁制帯幅1.9eVの直接遷移型半導体であり、タンデム型太陽電池のトップセル用材料として適している。前年度までにγ-In_2Se_3のエピタキシャル成長に成功し、強い励起子発光を示すなど優れた光学的特性を有することを明らかにしてきた。また、MBE法によりγ-In_2Se_3多結晶薄膜の作製を試みてきたが、作製した膜にはα-In_2Se_3(禁制帯幅1.4eV)がかなり含まれていた。本研究では、製膜条件の制御によりIn_2Se_3多結晶薄膜の構造制御を行った。In_2Se_3多結晶薄膜は、製膜温度を400℃または500℃として、ガラス基板上に1時間製膜した。VI/III比は1〜60の範囲で変化させた。膜厚は約1.2μmである。X線回折測定の結果よりVI/III比が10以上と大きいときには、γ-In_2Se_3とα-In_2Se_3両方の回折ピークが観測されているが、VI/III比を4以下と小さくすることにより、α相をほとんど含まないγ-In_2Se_3多結晶薄膜が得られていることがわかった。しかし、VI/III比を1とさらに小さくすると、組成比が1:1の層状構造を有するInSeが形成されることがわかった。また、光導電率スペクトルの測定から、VI/III比が10以上と大きい場合には吸収端が1.4eV付近であるのに対して、VI/III比を4以下にすると吸収端が1.9eV付近にシフトし、α相による吸収がほとんどないことが明らかとなった。

γ-IN_2SE_3具有缺陷的Wurtzite结构是一种直接过渡型半导体，禁止带宽度为1.9 eV，并且适合作为串联太阳能电池中顶部电池的材料。直到上一年，它已经证明它已经成功地在γ-In_2se_3上上一台生长，并且具有出色的光学特性，例如表现出强烈的激子发射。此外，尽管我们尝试使用MBE方法来制造γ-IN_2SE_3多晶薄膜，但产生的膜包含相当多的α-In_2Se_3（禁忌频带宽度：1.4EV）。在这项研究中，通过控制膜形成条件来控制IN_2SE_3多晶薄膜的结构。在400°C或500°C的膜形成温度下，在玻璃基板上形成IN_2SE_3多晶薄膜1小时。VI/III比的比例从1到60。膜厚度约为1.2μm。 X射线衍射测量结果的结果表明，当VI/III比大于10时，已经观察到γ-IN_2SE_3和α-IN_2SE_3的衍射峰，但通过将VI/III比降低到4或更少，发现Aγ-IN_2SE_3SE_3 SEE_3 SEE_3 polycrystalline shipe case copece case coper cone case copece cope cope copery case case case cope case Incect中均无法获得。但是，发现将VI/III比进一步降低至1将导致INSE具有1：1的组成比的分层结构。此外，光电传统光谱的测量结果表明，当VI/III比在10或更高时较大时，吸收边缘约为1.4 eV，而当VI/III比小于4以下时，吸收边缘的移动率几乎不到1.9 eV，并且由于α-频率几乎没有吸收。