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Si substrate suitable for radiation-resistant space solar cells

耐放射線性宇宙用太陽電池に適したSi基板

松浦 秀治*; 川北 史朗*; 大島 武; 伊藤 久義

Matsuura, Hideharu*; Kawakita, Shiro*; Oshima, Takeshi; Ito, Hisayoshi

CZ(Czochralski)法,MCZ(Magnetic Czochralski)法及びFZ(Floating Zone)法で作製したボロン(B)ドープシリコン(Si)基板の正孔濃度と10MeV陽子線及び1MeV電子線の照射量の関係をHall測定により調べた。その結果、CZ法のSi基板は陽子線,電子線照射量の増加とともに正孔濃度は減少し、電子線では1$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$で、陽子線では2.5$$times$$10$$^{14}$$/cm$$^{2}$$で伝導型がp型からn型になることが判明した。MCZに関しても、CZに比べ正孔濃度減少率は小さいものの1$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$の電子線照射で正孔濃度が未照射の3$$times$$10$$^{15}$$から1$$times$$10$$^{12}$$/cm$$^{3}$$まで減少することが明らかとなった。一方、FZ法Si基板では正孔濃度の減少率は非常に小さく1$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$の電子線照射においてもほとんど変化がないことが判明した。製造法により基板の酸素含有が異なり、FZ, MCZ, CZの順で酸素濃度が増加することを考えると、キャリア濃度減少の原因は酸素と空孔欠陥の複合欠陥であることが示唆される。以上より宇宙用Si太陽電池基板としてはFZ法が最も適していると帰結できる。

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