新材料

[PY-04] Fabrication of beta-CuGaO₂ Thin Films; An Oxide Thin-Film Solar Cell Absorber

^○鈴木一誓¹, 長谷拓¹, 喜多正雄², 小俣孝久¹ (1.大阪大学, 2.富山高等専門学校)

Keywords:酸化物半導体, 薄膜, 太陽電池

ウルツ鉱型派生構造を有するβ-CuGaO₂は、1.47 eVの直接ギャップを有し、p型伝導を示すことから、薄膜太陽電池の光吸収層として期待されるが、これまでのところ薄膜の作製に関する報告はない。バルクのβ-CuGaO₂は、同じウルツ鉱型派生構造を有するβ-NaGaO₂を前駆体とし、これをCuClと混合し熱処理しCu⁺へとイオン交換することで得られている。本研究ではこのプロセスに基づいて、スパッタ法で作製したβ-NaGaO₂薄膜のイオン交換によりβ-CuGaO₂薄膜の作製を試みた。
イオン交換処理後の薄膜中には残留Naは無く、Na⁺はCu⁺へと交換されていることが確かめられた。そのXRDパターンはβ-CuGaO₂のそれと一致し、本方法でβ-CuGaO₂薄膜が作製できることが明らかとなった。また、配向したβ-NaGaO₂薄膜をイオン交換すると、その方位を維持したβ-CuGaO₂薄膜が得られたことから、イオン交換は薄膜の方位を保存して進行することが明らかとなった。透過率測定から決定したβ-CuGaO₂薄膜のバンドギャップは1.46 eVであり、粉末での報告値とよく一致した。