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Improvement of Cu 2 ZnSn(S,Se) 4 solar cell efficiency by surface treatment
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Nakajun, Akio |
| Copyright Year | 2014 |
| Abstract | 【はじめに】 化合物薄膜太陽電池である Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTSSe) の更なる高効率化のためには CdS 製膜前の界面処理が非常に重要である。表面処理を行っていない CZTSSe の界面においては 欠陥や異物が多く存在し、欠陥を中心に再結合が顕著となる。そこで、CZTSSe 表面の溶液処理 及び硫化処理を行い、太陽電池を作製し、処理条件と変換効率との関係を調べた。また、様々な 溶液処理を行った際の CZTSSeの表面組成について XPS 分析を行った。 【実験方法】 昭和シェル石油株式会社から提供を受けた CZTSSeに対し、HCl、NH3、KCN 処理 (溶液処理)を行い、その表面の分析を行った。HCl処理は 50°C、10.5mol/lの溶液に 30秒浸漬、 NH3は室温、1.5mol/l で 3 分浸漬、KCN は室温、10wt%で 10 分浸漬した。太陽電池のセル化は、 CBD 法を用いて CdS、MOCVD 法により ZnO、蒸着法で Al 電極を蒸着した。なお、太陽電池は CdS 製膜前に HCl 処理のみを行ったもの、硫化処理のみを行ったもの、両方行ったものをそれぞ れ作製した。その後、150°C、30分間の大気アニールを行った。 【実験結果】 表 1 に溶液処理前後の CZTSSe の XPS の結果を示す。処理前においては酸素が多 く含まれており、CZTSSe 表面が酸化されていることがわかる。HCl と NH3処理では酸素の XPS 信号強度が大幅に減少していることから有効に酸化物が除去され、HCl 処理においてはおおよそ ストイキオメトリーの CZTSSe表面が表れている。これに対し KCN 処理では、ストイキオメトリ ーの組成から少し外れていることがわかる。そこで、有効に酸化物が除去できた HCl処理を行い、 セル化を行った。その太陽電池の特性を表 2 に示す。変換効率は、HCl とセル化後大気アニール 処理により増大した。特に、未処理時に得られる変換効率は 6.56%と低いが、HCl 処理後に硫化 処理を行い、セル作製後に大気アニールを施した結果、変換効率 10.5%まで向上させることに成 功した。この時 HCl 処理のみを行わないときの変換効率は 9.70%であった。詳細については当日 報告する。 |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://confit.atlas.jp/guide/event-img/jsap2014s/18p-D7-8/public/pdf?type=in |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
