化学組成変調によるシリコン系半導体薄膜のキャリア輸送特性制御

通过化学成分调制控制硅基半导体薄膜的载流子传输特性

基本信息

批准号：
10123206
负责人：
白井肇
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Saitama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10123206/
关键词：
シリコン傾斜組成相傾斜太陽電池 a-Si:H a-SiGe:H μc-Si:H

项目摘要

プラズマCVD法によりシラン(SiH_4)またはジクロロシラン(SiH_2Cl_2)を出発原料として、シリコン系半導体薄膜の作製及び化学組成および相傾斜化をおこなった。特にこれらの傾斜構造によるバンドポテンシャル勾配を利用した光起電力素子の性能向上を目的に検討した。具体的には、1)ゲスト分子のGeF_4の流量制御によるGeの膜厚方向の連続的変化によるバンドポテンシャル勾配の設計。2)膜厚方向にアモルファスから微結晶、多結晶までのSiネットワーク構造を制御することで、光吸収特性の制御を行った。第1にa-Si1-xGex:H(x=0-0.5)傾斜構造薄膜では、サンドイッチ構造に電極を設けた試料で光起電力特性を確認した。またその起源が伝導帯に形成されたポテンシャル勾配によるものであることを確認した。第2にアモルファス結晶相の連続的な傾斜構造の形成に成功した。さらに前回それぞれa-Si:H,μc-Si:H単相膜でのpin太陽電池特性を評価し、この傾斜薄膜の起電力特性を確認した。さらにより精密なバンドポテンシャル形成過程を気相プラズマおよび基板表面反応に着目し、プラズマ診断、実時間モニタリングを通じてネットワーク形成反応を制御する。これらの傾斜構造半導体薄膜を用いた太陽電池特性の評価と、これらの傾斜技術を実用太陽電池デバイスに適用するために要求される大面積化技術の検討を行った。

使用硅烷（SIH_4）或二氯硅烷（SIH_2CL_2）作为起始材料，制造了基于硅的半导体薄膜，通过等离子CVD进行化学成分和相位梯度。特别是，该研究的目的是使用这些倾斜的结构，使用带势梯度来改善光伏元件的性能。具体而言，1）由于宾客分子GEF_4的流量控制而导致GE的膜厚度方向的连续变化导致带势梯度的设计。 2）通过控制从无定形到微晶到多晶的SI网络结构在膜厚度方向上控制光吸收特性。首先，在A-SI1-XGEX：H（X = 0-0.5）梯度结构薄膜中，在样品中证实了光伏性能，并用夹心结构提供的电极。还确认其起源是由于传导带中的潜在梯度引起的。其次，无定形晶相的连续梯度结构的形成成功。此外，在以前的阶段评估了A-SI：H和μC-SI：H单相膜的PIN太阳能电池特性，并确认了该梯度薄膜的电动力特性。此外，更精确的带势形成过程集中于气相等离子体和底物表面反应，并通过血浆诊断和实时监测来控制网络形成反应。我们使用这些梯度结构的半导体薄膜评估了太阳能电池性能，并检查了将这些梯度技术应用于实用的太阳能电池设备所需的大面积技术。