プロセス・素材分野ショート講演2

[2K0601-14-11] Preparation of Cl-doped SnS Sintered Compacts Using a Pulsed Electric Current Sintering Apparatus

○Hajime - Nishimura¹, Shinji Hirai¹, Issei Suzuki², Takahisa Omata², Sakiko Kawanishi² (1. Muroran Institute of Technology, 2. IMRAM, Tohoku University)

Keywords:Tin (II) sulfide, Tin (II) chloride, Pulsed electric current sintering apparatus, Solid-liquid diffusion, N-type semiconductor

SnSは比較的安価であり、高い光吸収係数と太陽電池の光吸収層に最適な1.3eVの間接バンドギャップを持つことから、太陽電池材料としての利用が期待されている。本来、SnSはSn欠損の生成によってp型半導体としての性質を有するが、Clを一定量ドープすることによってn型半導体に変化することが報告されている^[1]。SnSにClをドープする方法の一つとして、パルス通電焼結装置を用いたSnSとSnCl₂の混合粉末を焼結する方法が挙げられる。しかし、この方法では880℃の融点を有するSnSに対して、SnCl₂の融点が247℃と低く、焼結温度によってはSnCl₂の流出によるCl濃度の低下が懸念される。

本研究では、SnSとSnCl₂の混合粉末からパルス通電焼結装置用いてClドープSnS焼結体の作製を試み、SEM-EDXによる組織観察とCl濃度分布などから、均一な焼結体を作製するための焼結条件の最適化を行った。

[1]H.Yanagi et al.: Appl Phys Express.,9, (2016) 051201.