検索対象:     
報告書番号:
※ 半角英数字
 年 ~ 
 年

Electrical properties of radiation-damaged CuInSe$$_{2}$$ thin films

照射損傷を受けたCuInSe$$_{2}$$薄膜の電気特性

吉田 明*; 夏目 聡*; Lee, H.-S.*; 岡田 浩*; 若原 昭浩*; 大島 武; 伊藤 久義

Yoshida, Akira*; Natsume, Satoshi*; Lee, H.-S.*; Okada, Hiroshi*; Wakahara, Akihiro*; Oshima, Takeshi; Ito, Hisayoshi

次世代の宇宙用高効率薄膜太陽電池への応用が期待されるCuInSe$$_{2}$$(CIS)半導体へ電子線を照射し電気特性の変化を調べた。RFスパッタ法で作製した多結晶n型CISをCu$${2}$$Se$${3}$$とともに550$$^{circ}$$Cで熱処理することでp型CISを作製し、室温で2MeV電子線を1$$times$$10$$^{15}$$$$sim$$2$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$の範囲で照射した。照射した試料の電気抵抗を室温で測定したところ、電子線照射量が1$$times$$10$$^{16}$$/cm$$^{2}$$まではほとんど変化はないが、それ以上の電子線照射量では急激に抵抗値が増加し、2$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$照射後には未照射試料の1000倍にも達することが判明した。さらに、電流-電圧特性の温度依存性を結晶粒界モデルを用いて解析した結果、電子線照射量の増加とともにCIS結晶粒界の障壁高さエネルギーが増加することが明らかとなった。これより、本研究で得られた電子線照射よる電気抵抗の増大は、結晶粒界に多量に生成されたキャリア捕獲中心に起因すると考えられる。

CuInSe$$_{2}$$ (CIS)-based thin film solar cells have excellent radiation hardness and are promising in applications in space. However, although CIS thin film is used as an absorption layer in the cell, the details of radiation-induced degradation mechanism are not yet clear. In this report, n-type CIS thin film was fabricated by RF sputtering and was annealed at 823 K together with Cu$$_{2}$$Se$$_{3}$$ film evaporated on the CIS thin film, resulting in p-type CIS thin layer. The electrical properties of p-type CIS thin films were investigated. These films were irradiated with high energy electrons, up to the irradiation fluence 2$$times$$10$$^{17}$$[1/cm$$^{2}$$] of electrons accelerated up to 2 MeV. Over 1$$times$$10$$^{17}$$[1/cm$$^{2}$$], the resistivity began to increase drastically. The temperature dependence of the resistivity was measured below room temperature down to 20 K. These behaviors are explained by the grain-boundary-dominated transport with the increased barrier energy at the grain boundary.

Access

:

- Accesses

InCites™

:

Altmetrics

:

[CLARIVATE ANALYTICS], [WEB OF SCIENCE], [HIGHLY CITED PAPER & CUP LOGO] and [HOT PAPER & FIRE LOGO] are trademarks of Clarivate Analytics, and/or its affiliated company or companies, and used herein by permission and/or license.