シリコン/希薄窒化物半導体へテロ接合の高品質化と薄型結晶シリコン太陽電池への応用

提高硅/稀氮化物半导体异质结的质量并将其应用于薄晶硅太阳能电池

基本信息

批准号：
08F08612
负责人：
坂田功
金额：
$ 1.28万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

GaPN膜へのn型ドーピングを行った。ドーパントとしてシリコンを選び、フォトルミネセンス測定、ショットキー接合を用いた容量-電圧測定から、ドーピングに伴う膜特性の変化、ドナーとしてのシリコンの活性度を検討した。シリコンの活性度が、窒素組成の増加に伴い急激に低下することを見出した。例えば、窒素組成1%では、活性度は5%であった。また、膜の深さ方向でシリコンの活性化率に分布があり、活性度が低い領域は絶縁膜に近い状態になるため、MIS-likeな容量-電圧測定が観測される場合があることを見出した。高濃度ドーピングに必要な薄膜作成条件を検討し、必要な準備を完了したが、現時点では、シリコンを用いたGaPN膜への高濃度n型ドーピングは実現できていない。前年度に引き続き、GeSi/希薄窒化物半導体ヘテロ接合形成・評価の検討を行い、キノン-ハイドロキンのメタノール溶液によるゲルマニウム基板の表面不活性化の機構として、(1)メタノール溶液由来のSi-O-C結合によるGe表面の未結合手の終端、(2)表面吸着層が負に帯電することで引き起こされたGe表面のupward band bendingが重要であることを明らかにした。本研究の目標の一つである希薄窒化物半導体ヘテロ接合の薄型結晶シリコン太陽電池用BSF構造への適用に向けて、太陽電池構造の検討を行った。GaPN膜への高濃度n型ドーピングを実現した後、セル試作を行う予定である。

在GaPN薄膜上进行N型掺杂。选择硅作为掺杂剂，并通过使用肖特基结的光致发光测量和电容电压测量来研究由于掺杂和硅作为施主的活性而引起的薄膜特性的变化。已发现硅的活性随着氮成分的增加而迅速降低。例如，当氮成分为1%时，活性为5%。另外，硅的活化率在膜的深度方向上存在分布，并且低活化区域处于接近绝缘膜的状态，因此可以观察类似MIS的电容-电压测量。我找到了。尽管我们已经研究了高浓度掺杂所需的薄膜形成条件并完成了必要的准备工作，但目前我们还无法在使用硅的GaPN薄膜中实现高浓度n型掺杂。继去年之后，我们对GeSi/稀氮化物半导体异质结的形成和评估进行了研究，发现（1）来自甲醇溶液的Si-O-C我们阐明了Ge表面上的悬空键由于成键而终止，并且（ 2）带负电的表面吸附层引起的Ge表面向上的能带弯曲很重要。研究了将稀氮化物半导体异质结应用于薄晶硅太阳能电池的BSF结构的太阳能电池结构，这是本研究的目标之一。在GaPN薄膜中实现高浓度n型掺杂后，我们计划制作电池原型。