2019 Fiscal Year Annual Research Report
Metaloxide films deposited by a nonequilibrium 2D plasma in a liquid phase and their application to ye-sensitized solar cell
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17K06817
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
奥谷 昌之 静岡大学, 工学部, 准教授 (00293605)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 非平衡二次元プラズマ / 薄膜 / 沿面放電 / 色素増感太陽電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究グループは、大気圧下での誘電体バリア放電により誘導された非平衡平面プラズマを製膜技術へ応用してきた。一般的なプラズマを利用した製膜では、３次元空間にプラズマを発生させ、この空間内に基板を配置する。この方式では、均質な製膜が可能な反面、 基板全体がプラズマ内に存在するため、高エネルギープラズマに対する耐抗性・耐熱性が基板に要求される。さらに、パターニングに対し、マスキングやレジストといった追加処理が要求される。一方、従来の分子構造や相互作用を利用した液相からの化学的手法による低温製膜やパターニングにおいて、バルクの液相中では均一分散している修飾子であっても、溶媒を除去する過程で基板からの影響を強く受けて均一性を保つことができず、結果的に不均質な膜が形成される。このような現状にあって、本研究では液相からの製膜でありながら、従来法とは全く異なり、基板上の前駆体液膜へ局所的にプラズマを照射して前駆体を高速分解するだけでなく、局所プラズマによるナノメーターオーダーのパターニング製膜を目的とした。
これまでに本研究グループでは、誘電体バリア放電により誘導された非平衡平面プラズマを利用した製膜に着目し、この技術が低融点基板上への製膜にも有効な手法であることを報告した。そこで本研究では、この技術をさらに発展させ、液相中に配置した放電電極と製膜基板間の液相をバイアス印加により局所的に排除して微小空洞を形成し、この空間に平面プラズマを閉じ込める新規製膜技術を提案することができた。
さらに、新規に提案した上記の製膜技術と色素増感太陽電池作製技術を融合させ、これまでに例のない色素増感太陽電池の作製法を提案した。併せて、非平衡平面プラズマによるダイレクトパターニング技術を太陽電池のモジュール化へ応用した。
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