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Control of the CNT diameter distribution for the CNT-Si heterojunction solar cell by using the electrostatic adsorbing inkjet printing method

Research Project

Project/Area Number 16K06248
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Power engineering/Power conversion/Electric machinery
Research InstitutionAsahikawa National College of Technology

Principal Investigator

Nakamura Motonori  旭川工業高等専門学校, システム制御情報工学科, 准教授 (50435963)

Research Collaborator Muto Hiroyuki  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywordsカーボンナノチューブ / 太陽電池 / インクジェット印刷 / 静電吸着 / 静電吸着複合法 / インクジェット法
Outline of Final Research Achievements

In this study, I proposed the new coating method of catalyst nanoparticles for CNT synthesis using inkjet printing method which can print easily the metal nanoparticle suspension. Using this method, we can control the distribution of the synthesized CNT diameter to some extent. I also apply the electrostatic adsorption method, in which the polymer electrolyte are coated on the substrate before printed the metal nanopartcles,to the conventional inkjet method. Due to the electrostatic force between the particles and the substrate, we can coat the catalyst particles uniformly on the Si substrate. Furthermore, controlling the temperature of the surrounding environment and the substrate during the inkjet printing, we can control the distribution of the grown CNT diameter.I fabricated the preliminary CNT-Si solar cell using this vertical aligned CNT films and succeeded to obtain the improved characteristics than the devices we had made using our previous method.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本提案では,その簡便性から幅広い応用が可能なインクジェット印刷法の主たる課題であった金属粒子の均一塗布の解決策として,静電吸着複合法という静電的な力を応用した手法を取り入れた点にその特徴がある.さらにインクジェット印刷における環境温度と基板温度を調整することで,結果として得られるCNTの直径分布をある程度制御できる点は実用的な観点からも大きな成果であると考える.ここで提案したCNT生成手法を次世代高効率太陽電池の候補の一つとされるCNT-Si太陽電池に応用し,太陽電池デバイスの特性改善につながった成果は,本研究の学術的・社会的な意義を示すものと考える.

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2018 2017 2016

All Presentation (5 results)

  • [Presentation] 垂直配向CNTを利用したCNT-Siヘテロ接合太陽電池の試作2018

    • Author(s)
      片岡 快斗,中村 基訓,篁 耕司
    • Organizer
      第8回高専-TUT太陽電池合同シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 静電吸着法を用いたCNT用触媒ナノ粒子のインクジェッ ト印刷2017

    • Author(s)
      鎌田 悠司,中村 基訓,武藤 浩行,杉本 敬祐,篁 耕司
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-14
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] CNT用Coナノ粒子のインクジェット塗布における基板帯電効果2017

    • Author(s)
      伊藤 龍輝、鎌田 悠司、杉本 敬祐、篁 耕司、中村 基訓
    • Organizer
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 静電吸着により固定化したFe系触媒を用いたCNT-Si太陽電池の製作2017

    • Author(s)
      高木翼,中村基訓,篁耕司
    • Organizer
      第7回高専-TUT太陽電池合同シンポジウム
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] CoMoナノ粒子触媒を用いたCNT-Si太陽電池の試作2016

    • Author(s)
      山内 新吾,中村 基訓,篁 耕司
    • Organizer
      第6回高専-TUT太陽電池合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      小山工業高等専門学校(栃木県小山市)
    • Year and Date
      2016-12-10
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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