2018 Fiscal Year Research-status Report
超低コスト高効率pnヘテロ及びホモ接合Cu2O系太陽電池に関する研究
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18K04945
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
宮田 俊弘 金沢工業大学, 工学部, 教授 (30257448)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 亜酸化銅 / 太陽電池 / 低温成膜 / 酸化亜鉛 / 酸化ガリウム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、研究の第一段階として、新規なn型及びi型半導体薄膜の材料開発及びCu2O表面へのダメージフリーな成膜技術の高度化を実施した。本年度はその中間目標として変換効率10％を実現を目指した。具体的には、以下の２つの研究開発項目を実施した。
【①パルスレーザー蒸着法による新規なn型及びi型半導体薄膜材料の開発】新規なi型もしくはn型半導体材料の探索においては、結晶性の優れた薄膜を形成できる現有するパルスレーザー蒸着（PLD）装置を駆使して、優れた特性を実現できる材料を開発する。具体的には酸化ガリウム、酸化亜鉛を主としてパルスレーザー蒸着（PLD）法を用いてCu2Oシート上に形成し、その後Al添加ZnO透明電極薄膜を形成して太陽電池セルを作製し、半導体薄膜層の種類と光電変換特性との関係を明らかにした。しかしながら、上記の材料の中には変換効率１０％を超える物質を見出すことはできなかった。
【②Cu2Oシートの荷電子制御およびダメージフリーなｎ形半導体薄膜成膜技術の高度化】
Naを含有する化合物、具体的にはNaCl、Na2(CO3)等の雰囲気中で500℃から800℃程度の熱処理を行い、Cu2Oシートの低抵抗化を実現できた。また、パルスレーザー蒸着（PLD）法並びに溶液中・低温度で薄膜を形成できるゾル・ゲル法等の化学的な成膜技術を駆使して、半導体薄膜/Cu2Oシート界面の制御技術の高度化を実施した。具体的には、PLD法においては、ナノレベルの半導体薄膜/Cu2Oシート界面状態の成膜条件依存性等を高分解能断面TEM解析技術を用いて解析した結果、低温成膜技術を駆使することにより、相互拡散の極めて少ない急峻な界面を形成できることを明らかにした。また、ゾル・ゲル法等の化学的な成膜技術においては、半導体薄膜/Cu2Oシート界面状態の基本的な制御技術を確立できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新規な材料探索において、有望な材料系の特定に予想以上に時間がかかっているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
材料探索の進捗を計りつつ、当初の計画に従って研究を進める。
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| Causes of Carryover |
本年度は、他の助成金等の予算から消耗品費等への充当ができたため、一部予算を繰り越した。次年度は繰り越し分も合わせて使用する予定である。
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