【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.25】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23SH0004
利用課題名 / Title
薄膜太陽電池材料の研究
利用した実施機関 / Support Institute
信州大学 / Shinshu Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies
キーワード / Keywords
太陽電池/ Solar cell,資源代替技術/ Resource alternative technology
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
百瀬 成空
所属名 / Affiliation
長野工業高等専門学校
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
橋本佳男,山本明旦定
利用形態 / Support Type
（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
Cu2ZnSnS4（CZTS）などの多元化合物は、Si系、CIGS化合物などを代替する環境負荷、資源負荷を軽減する太陽電池材料である。本課題では、CZTSにSe及びGeを加え効率改善を試みる研究、CZTSの部分化合物を利用する研究、これらの太陽電池に組み合わせる各種薄膜材料について、物性評価を行った。
実験 / Experimental
当研究ではCZTS系をCu、Zn、Snを同時にスパッタし、真空閉管内でSと反応させて作製している。スパッタの際にGeも加えてスパッタし，SとともにSeとも反応させてGeとSeを加えたCZTSを作製した。
結果と考察 / Results and Discussion
S、Seとの反応中におけるGeの再蒸発を抑えるため、スパッタ層の上にさらにCu、Zn、Snを同時にスパッタしキャッピングを施したところ、混晶化が促進され単相に近いX線回折像が得られるようになったとともに、成長結晶粒径の増大、膜中穴の減少といった効果も得られた。SeとGeの添加量を調整することでCZTSの禁制帯幅を1.1～1.85eVの範囲で自在に変化させ、電流特化型、電圧特化型といった種々のCZTS系薄膜太陽電池が作製できたとともに、Sの6割をSeに、Snの15％をGeに置き換えたCZTSからは、同様に作製したCZTSと比較して開放電圧：-20%、短絡電流：+117%、曲線因子：+11％と電圧の低下を抑えながらトータルの出力性能を上げる結果が得られた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- Noritaka Momose, Myo Than Htay, Ryuki Saito, Yoshio Hashimoto, Cu2Zn(Sn,Ge)(S,Se)4 thin films prepared by sulfo-selenization of Cu-Zn-Ge-Sn co-sputtered precursor, The 9th EM-NANO, PC-25 2023/6/8.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件