2017 Fiscal Year Research-status Report
光透過性導電モノリス多孔体を基盤とした無機薄膜太陽電池の開発
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15K18242
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| Research Institution | Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
御田村 紘志 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究員 (90437054)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ITOモノリス / マイクロ構造 / 酸化亜鉛 / 太陽電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ITOからなるマイクロ構造多孔体であるITOモノリス上に、n型金属酸化物半導体とp型酸化物半導体を析出させ太陽電池等への応用を目指す。ここでは、ITOの電子集電性とモノリスのもつ高表面積、共連続性、光散乱効果から、p/n接合界面の高表面積化や高い電荷分離能、光利用率が見込まれる。本年度はn型半導体である酸化亜鉛の析出を電解析出で行ったが、ZnOの連続な膜は得られずピンホールの多い膜となった。そこで、同じn型半導体である酸化チタンをホールブロック層としてゾルゲル法によって作製することを試みた。脱水メタノールに水がメタノールの1／10～1/5になるように加え、テトラブチルチタネートを溶解させゾルゲル溶液とした。これにITOモノリスを浸漬したが、XPSによる明確なTiのピークが見られず、有意なTiOxの析出は見られなかった。これ以外にも酸化亜鉛のナノ粒子分散液にモノリスを浸漬して、モノリス細孔内に当該粒子を担持しピンホールを低減する方法を試みている。また、本研究では、マイクロ構造体作製およびピンホールを低減する別のアプローチとして、レーザーによる光焼成と光溶融を用いたITOやZnOのマイクロ構造の作製にを試みた。レーザー溶融については405nmのブルーレイレーザーを用いてZnOの溶融を試みた。現波長ではZnOやITOに対する吸収が小さいため効率的な光溶融が確認されなかったが、ITO上に光増感層としてp型半導体とされるポリピロールを電気化学的に積層させることでZnOの光溶融が可能となることを見出し、マイクロ構造の形成も確認した。この光溶融プロセスによりZnO／ITO間のピンホールの低減も期待できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
酸化亜鉛層に生じるピンホールの問題を解決できていない。現在ゾルゲル法やレーザー溶融などの様々アプローチを試みているところである。
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| Strategy for Future Research Activity |
ITOモノリスのような複雑な形状の電極上では、酸化亜鉛(ZnO)は電析の際に多くのピンホールを生じるため、レーザー照射等によりZnOを一時溶融させピンホールを埋めるなどの方策を検討する。また、ピンホールを生じにくい半導体（例えば有機物半導体やゾルゲル法により得られる半導体など）についても検討を行っていく。
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| Causes of Carryover |
当初の研究計画通りに進まず、研究計画に変更が生じたため。次年度に物品費(試薬や電極部材、光源等)を含め、情報収集や研究発表のための旅費などとして適宜使用する。
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