Technonlogy


1. 太陽電池は、正孔(+の電荷)を引きつけるp型半導体と、電子(-の電荷)を引きつけるn型半導体を接合した構造になっています。
2. 太陽電池に太陽光が照射されると光子の持つエネルギーによりpn接合の中に電子と正孔が発生します。
3. 発生した正孔はp型半導体へ、電子はn型半導体へ引き寄せられ、両電極に集中し、電位差が生まれるため乾電池のように電気エネルギーを持った状態になります。
4. 最後に電極間に負荷を接続すると電流が負荷に流れます。
 一般的に成膜方法としてプラズマCVD法が用いられるが、シランガスやゲルマンガスを使用する為危険である。そこで、本研究室では、アルゴンや水素を使用するスパッタ法を用いて成膜をしています。


 長波長領域に高い光感度を持つSiGeを用いて積層型太陽光のボトムセルを作製。 さらに、成膜には化学輸送法、スパッター法を用いる。
 これよって薄膜太陽電池の赤外光成分の有効理由による高効率化、低コスト、大面積化を狙う。

 工場などから排出された熱を放射材により赤外光成分に変換、フィルタにより最適波長に変換し、PVセルによって発電するシステム。 本研究ではPVセルを作成することを目的としています。また、積層型太陽電池のボトムセルとしての使用を視野に入れています。
 従来のPVセルはInGaAs、GaSbを用い、MBE法で作製していました。この方法では高コストで大面積化が困難です。 そこで、材料にGeを用い、スパッタ法で作製することにより、大面積化、低価格、低コストプロセスを狙います。


 非晶質Geを固相成長により結晶化させ、結晶の大粒径化など、高品質な多結晶Ge薄膜を作成します。
・アニール方法
(1)石英ガラス管内をAr雰囲気状態にする
(2)電流をヒーターに流し昇温させる
(3)温度を一定に保つ
(4)降温させる
 従積層型太陽電池のミドルセルに応用するための特性の良い微結晶Si薄膜の成膜条件、また、不活性ガス添加による膜質への影響を検討する。

・成膜速度が遅い
・欠陥小、高い結晶性

・成膜速度が速い
・イオンダメージ大



(1)PCVD法で基板にa-Siを堆積
(2)真空蒸着法でAlを薄く堆積
(3)Alを酸化させ、酸化膜を作製
(4)真空蒸着法でAlを堆積
(5)成膜した試料にアニール処理
 スパッタ法により、非晶質SiGeをガラス基板に成膜する。作製した試料を固相成長法により、結晶化させます。 作製した試料には、粒界欠陥が多く存在します。これを高圧水蒸気処理により、水素結合させて特性改善を試みます。これらの効果的な欠陥処理条件を模索します。



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