Cu2O/ZnO系PVの作製に向けたECRリモート酸素プラズマによる銅基板の酸化実験

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: PST10103

グループ名: 【A】基礎・材料・共通部門 プラズマ研究会

発行日: 2010/12/17

タイトル(英語): The oxidation experiment of copper substrate by employing ECR remote oxygen plasma for fabrication of PV based on Cu2O/ZnO

著者名: 春田 悠喜(茨城大学),森口 琢也(茨城大学),相田 拓也(茨城大学),佐藤 直幸(茨城大学),池畑 隆(茨城大学)

著者名(英語): Haruta Yuki(Ibaraki University),Moriguchi Takuya(Ibaraki University),Aida Takuya(Ibaraki University),Sato Naoyuki(Ibaraki University),Ikehata Takashi(Ibaraki University)

キーワード: 酸化銅|ＺｎＯ透明導電膜|リモート酸素プラズマ|電子サイクロトロン運動|Cu2O|ZnO transparent conductive film|remote oxygen plasma|ECR

要約(日本語): 　Cu2O系PVは，光吸収係数が高い事からタンデム型太陽電池のトップセルとして注目されている．本研究では，上記PVの作製にECR放電によるZn－O２混合磁化プラズマを用いる．変換効率を上げるには，プラズマイオンのダメージレスによるｐ型光吸収層とヘテロ接合界面の結晶性向上が求められる．そこで，低気圧でも電子温度の低いリモート酸素プラズマを生成して，照射条件とシート抵抗の相関を観察している．　タンデム型の太陽電池（PV）は，異なる波長帯の起電力層を重ねることによって変換効率を高められる． Cu2O系PVに含まれるCuは流通材料であり，酸化銅の構造特性が単純かつ安全・安心であるためリサイクル性に優れていて，400～550nmの波長帯でSi系PVより高い光吸収係数をもつので理論効率が約20％と見積もられることからタンデム型PVのトップセルとして期待されている．酸化銅は大気中での高温加熱処理や電気化学製膜法，ZnOはスパッタリング法やパルスレーザー析出法などで形成されているが，現在のトップデータは2 ％程度である．効率を上げるには銅基板のマクロな熱変形を抑えて，Cu2Oのｐ型光吸収層とZnO/Cu2Oヘテロ接合界面の結晶性を高めキャリア移動度の向上によりキャリアの再結合を低減する必要がある． これらの2つの機能層の作製には，プラズマイオンによるダメージを軽減すべく電子温度の低いプラズマが求められている．導波管内部にマイクロ波（2.45GHz）電場と定常磁場（0.1T）を印加して,低気圧のECR放電により酸素プラズマを生成する．そこからエネルギーの低い電子群を引出し一様なリモート酸素プラズマとしてCu基板に照射している．この様な低気圧下では，通常の熱酸化よりも低温でCu2Oが形成でき，Cu基板のマクロな熱変形を軽減できると考えている．これらのPV作製過程を，一貫したプラズマプロセスで行い，効率向上を狙っている．今回はプローブ測定の空間分布から得られる基板付近のプラズマ分布と電子温度の低いプラズマ生成条件見つけ，照射条件とシート抵抗の相関を観察している．

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 725 Kバイト