Role of the impurities in production rates of radiation-induced defects in silicon materials and solar cells

シリコン及びシリコン太陽電池中の照射欠陥の発生率に及ぼす不純物の役割

Khan, A.*; 山口 真史*; 大下 祥雄*; Dharmarasu, N.*; 荒木 健次*; 阿部 孝夫*; 伊藤 久義; 大島 武; 今泉 充*; 松田 純夫*

Khan, A.*; Yamaguchi, Masafumi*; Oshita, Yoshio*; Dharmarasu, N.*; Araki, Kenji*; Abe, Takao*; Ito, Hisayoshi; Oshima, Takeshi; Imaizumi, Mitsuru*; Matsuda, Sumio*

ボロン(B),ガリウム(Ga),酸素(O)炭素(C)濃度の含有量を変化させたシリコン(Si)に1MeV電子線,10MeV陽子線照射を行い、発生する欠陥をDLTS測定、キャパシタンス測定により分析した。この結果、照射によりEv-0.36eVに格子間Cと格子間Oの複合欠陥(Ci-Oi)に起因する準位が発生すること、Ec-0.18eVに格子間BとOiの複合欠陥(Bi-Oi)が生成されることが明らかになった。また、GaドープSiではCi-Oiの発生が抑制されることを見出した。Ci-Oiは再結合中心として働くことから、この抑制はSi太陽電池の耐放射線性向上につながると考えられる。また、GaドープSiではEv+0.18eVに新たな準位が形成され、この準位は350での熱処理で消失することが判明した。

1MeV-electron and 10MeV-proton irradiations into Si doped various impurities such as B, Ga, O and C were performed and residual defects in the Si were studied using DLTS and C-V measurements.It was revealed that Ci-Oi whose level is Ev-0.36 eV and Bi-Oi whose energy is Ec-0.18eV were generated. In Ga-doped Si, the generation of Ci-Oi was suppressed. Since Ci-Oi acts as scattering center, this result indicates that the radiation resistance of solar cells is improved by using Ga-doped Si substrates.Furthermore, a new defect level (Ev+18eV) was observed in Ga-dpoed Si by irradiation. This defect level was annealed out above 350 C.