Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
NbドープTiO2単結晶と、NbドープSrTiO3単結晶の光陽極としての性能を比較した。その結果、NbドープTiO2単結晶の方がより高い性能を示し、さらにNbのドープ濃度は、電気伝導性が保たれる限り、低い濃度の方が良いことも明らかになった。そして、我々が性能を向上させてきたpn接合を有し、さらにPt助触媒で表面修飾したSiC光陰極と、TiO2単結晶もしくはSrTiO3単結晶の光陽極とを組み合わせた。これらをタンデム化することで光起電圧を高め、無バイアスでの水分解を試みた。その結果、硫酸水溶液中で光陽極・光陰極をタンデム化することにより、無バイアスでの光電流を観測した。また、光の回り込みの影響が懸念されるものの、0.01wt％NbドープTiO2光陽極とのタンデム構造の場合、光電流値から計算される太陽光－水素エネルギー変換効率は0.8％となった。さらに水素および酸素の発生も確認した。したがって、酸化物光陽極とSiC光陰極のタンデム化により、無バイアスでの水分解が達成された。SiC光陰極の還元反応に対する安定性、および酸化物光陽極の酸化反応に対する安定性を考慮すると、このタンデム構造は太陽光－水素エネルギー変換の実用システムとして期待が持てると言える。またSiC光陰極表面の基礎物性を調査するため、4H-SiCのキャリア寿命の水溶液依存性を調査し、酸性水溶液中での長いキャリア寿命を観測した。これは従来我々が観測してきた3C-SiC光陰極性能のpH依存性と整合が取れているため、表面再結合が光触媒性能に影響を与えることが示唆された。
28年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2017 2016 2015
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Japanese Journal of Applied Physics
Volume: 56 Issue: 4S Pages: 04CR06-04CR06
10.7567/jjap.56.04cr06
210000147678
Applied Physics Letters
Volume: 109 Issue: 15
10.1063/1.4964825
Applied Physics Express
Volume: 8 Issue: 9 Pages: 091301-091301
10.7567/apex.8.091301
210000137631
Materials Letters
Volume: 160 Pages: 397-399
10.1016/j.matlet.2015.08.018
Volume: 55 Issue: 1S Pages: 01AC02-01AC02
10.7567/jjap.55.01ac02
210000145950
