塩基性水溶液からのフォトアシスト高速電析CdTe薄膜を用いた太陽電池の高効率化

利用碱性水溶液光辅助快速沉积 CdTe 薄膜提高太阳能电池的效率

基本信息

批准号：
15760548
负责人：
邑瀬邦明
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

研究代表者は太陽電池材料として期待されているCdTe半導体の低コスト成膜技術としてカソード電析法を研究してきた。ここでは、Te(IV)イオン種の溶解度が低い硫酸酸性浴にかわる電析浴としてアンモニアを含有する塩基性浴を開発し、電析時にカソード表面に可視光を照射することで電析速度が向上する光アシスト電析によってCdTe層を成膜している。これまでの研究から、as-depositedのCdTe薄膜の問題点として、比抵抗が10^8Ωcmと非常に高く、結晶粒径が小さいことがその原因とわかった。そこで本年度は、錯形成能が大きいジエチレントリアミン(dien)を配位子として用い、Cd(II)/Te(IV)濃度比を大きくすることで、結晶性の高いCdTe薄膜を得ることを試みた。その結果、Cd(II)濃度を一定にした場合、浴中のTe(IV)濃度が低くなるほど結晶粒径の大きなCdTe薄膜が得られることがわかった。また、一定のpHの浴では、浴中のCd(II)濃度が高いほど、得られるCdTeの結晶粒が大きくなった。さらに、浴の攪拌速度の影響について調べたところ、攪拌速度が小さいほうがCdTe電析の電流効率が高いことが明らかになった。攪拌速度が小さいとカソード表面の拡散層が増大する。その結果、副反応の原因となる6価のテルル種や溶存酸素のカソード表面への物質輸送が低減され、電流効率が向上したと考えられる。電析電位の依存性についても調べたところ、電位-0.50Vでの電析物が最も高い結晶粒径となった。また、これと平行して、オートクレープを用いたより高い浴温での電解によりCdTe薄膜や、CdTeに対してドーパントとして作用する塩化物イオンが、フォトアシスト電析挙動および得られる電析物に与える影響に関しても調べた。

研究人员一直在研究阴极电沉积作为CDTE半导体的低成本膜沉积技术，预计将是太阳能电池材料。在这里，开发了一个含有氨的碱性浴，作为电沉积浴，代替了硫酸浴，硫酸浴具有低溶解度（IV）离子物种，并通过光助理电沉积形成CDTE层，通过光助理电沉积来增加电沉积速率，从而通过在电沉积过程中向天导天体表面辐射到可见光。先前的研究表明，在10^8ΩCM时的电阻率很高，晶体晶粒尺寸很小。因此，今年，我们试图通过使用具有高络合能力的二乙烯甲胺（DIEN）来获得具有高结晶度的CDTE薄膜，该薄膜作为配体具有很高的络合能力，并增加了CD（II）/TE（IV）浓度比。结果，发现当CD（II）保持恒定时，浴中的TE（IV）浓度就越低，可以获得晶体晶粒尺寸CDTE薄膜的越大。此外，在具有恒定pH的浴缸中，浴缸中Cd（II）的浓度越高，获得的CDTE的晶粒越大。此外，当我们研究浴缸搅拌速度的影响时，发现搅拌速度越低，CDTE沉积的当前效率越高。低搅拌速度增加了阴极表面上的扩散层。结果，将六价牙合物种和溶解的氧气的运输（导致侧反应）降低，并提高了电流效率。当我们还研究了电解沉积电位的依赖性时，电位沉积物的电位矿床可能是-0.50V的最高晶体晶粒尺寸。同时，我们还研究了CDTE薄膜和氯离子离子在较高的浴室温度下使用自动培训对光助理电沉积行为以及由此产生的电摄取的电解作用。