透明導電膜

透明導電膜 Transparent Conductive Oxide (以下TCOと略す) とは透明で、電気を通す膜を表し、その 膜は主に酸化物からできている。 TCOは幅広く使われている。 例えば、ディスプレイやタッチパネル、太陽電池にも使われている。

太陽電池は太陽の光を吸収して、光エネルギーを電気エネルギーに変える素子である。 そのため、太陽電池の構造上、光を十分に透過する透明性が必要である。 また、変換した電気エネルギーを無駄なく通すことができる導電性も必要である。

現在、高効率Cu(In,Ga)Se2薄膜太陽電池にはIn₂O₃:SnとZnO:Al (以下AZOと略す) がTCOとして使われている。 透過率80%以上と抵抗率10^-3 Ωcmを必須条件として、とても優れたTCOが得られている。

AZOはSやMgなどを添加することによって、透過率と導電率を保ちつつ、禁制帯幅E_gの制御が できる材料である。 TCOのE_gの制御によってCu(In,Ga)Se₂薄膜太陽電池の高効率化が期待されている 。

本研究室では現在、ZnO_1-xS_x:Al (以下AZOSと略す) の研究を進めている。 図1に本研究室が所有する3元スパッタ装置の模式図を示す。 この新しいTCO材料はAZOターゲットとZnS:Alターゲットの同時スパッタ法で成膜される。 堆積レートを調整することによって、AZOS中のS量 (x) をコントロールできる。 S量によってE_gが変わっていくので、このTCOとしての特性をさまざまな評価方法で調査して いる。

3元スパッタ装置

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