ZnSnP₂(ZTP)薄膜太陽電池

本研究室では薄膜太陽電池の新規材料として、比較的安価で毒性のないZnSnP₂(ZTP)に着目しました。

ZnSnP₂とは？

ZnSnP₂はZn(亜鉛, Zinc)とSn(すず, Tin)、P(リン, Phosphorus)の�U-�W-�X族からなる化合物半導体であり、 本研究室ではこれらの頭文字をとってZTPと呼んでいます。 いずれの材料も安価で豊富な元素であり、バンドギャップの値(〜1.6eV)からも高い変換効率が期待されています。 また、現在太陽電池材料として主流であるSiの光吸収係数が10³〜10⁴ cm^-1なのに対し、 ZnSnP₂ではおおよそ10⁵ cm^-1と高く、薄膜化が可能であることから 低コスト・高効率な薄膜太陽電池として有望です。

ZnSnP₂太陽電池の高効率化に向けてのアプローチ

・半導体物性の評価、制御 （バルク結晶作製時の結晶の規則度操作による物性制御）
・ZnSnP₂薄膜作製 （平滑でむらのない膜の作製）
・太陽電池デバイス化技術 （裏面電極、n型半導体の選定および膜厚の最適化）

現在、本研究室ではバルク結晶を使ったデバイスの裏面電極の最適化を行っています。 構造は受光面側から、表面電極 / 透明導電膜 / 窓層 / バッファ層 / ZnSnP₂バルク / 裏面電極 となり、 図１に示します。

図1. ZnSnP₂バルクを用いた太陽電池の構造図　　　

戻る