CdTeに関する研究


CdTeの構造


CdTe薄膜太陽電池の構造は、ガラス板の上に透明導電膜として、ITOをガラス基板上に堆積して、その上にCdSをMOCVD法(有機金属化学気相蒸着法)により堆積したこの三つを一つの基板として、その基板の上にCdTeを近接昇華法により堆積します。そして、その上にあるのがカーボン電極であるAgをつなぐような構造になっています。                                         


MOCVD法について
MOCVD法とは、薄膜材料を高温中で反応させて基板上に製膜するCVDプロセスのうち、とくにその材料に有機金属を用いる方法です。        


近接昇華法について
近接昇華法というのは、高温の化合物のソース(CdTe)に、低温の基板を配置し、ソースを昇華させて基板上に堆積させる方法です。この方法は、操作が簡単で低コストという利点があります。CdTe太陽電池で世界最高の16.4%の変換効率を得ているのもこの方法です。                                                                            


CdTeの原理


CdTe太陽電池は通常n形のCdSとp形のCdTeによるpn接合でできています。図の左側、CdS側から光が入ってきたとき、CdSの禁制帯幅が広いため、光は透過します。このため、これを窓層と呼びます。そしてCdTe層で光が吸収され、電子正孔対が生成されます。空乏層の電界により、正孔がp形へ移行、電子がn形へ移行し、これにより電流が発生します。                                                                                                                                    




各種太陽電池材料の理論効率と

変換効率の製膜温度依存性のグラフ














この研究の大きな目的は、CdTe光吸収層の特性と、変換効率の関係を明らかにすることにより、高効率化のための指針を得ることです。これまでの研究で、変換効率と製膜温度依存性の関係についてはある程度明らかになっています。そこで、この研究では、様々な製膜温度で作成したCdTe薄膜の構造評価、電気的特性、光学的特性の評価を行うことによって、CdTe膜の特性と変換効率の関係を検討します。                                                                                                                                               

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