2007 Fiscal Year Annual Research Report
可視光応答型薄膜状光触媒を用いたタンデム型太陽電池の開発
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19360367
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
楠元 芳文 Kagoshima University, 理学部, 教授 (20094138)
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| Keywords | 太陽電池 / 可視光応答型光触媒 / 水素 / タンデム型 / 薄膜 / 触媒・化学プロセス / レーザーアブレーション法 |
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| Research Abstract |
可視光応答性を示す幾つかの光触媒(窒素ドープ酸化チタン、ニッケルドープInTaO_4、酸化鉄など)を用いて太陽電池の試作を行った。その結果、酸化鉄を用いて作製した太陽電池が一定の性能を有する事が分かった。そこで、酸化鉄薄膜を用いて作製した太陽電池の光電流、電圧、太陽電池の効率などについて詳しい研究を行った。IPCE(ある波長において、入射した光子数のうち電子へ変換された割合を%で表したもので、照謝する光の波長を連続的に変化させながら電池の起電力を測定したもの)を測定し、製作した電池が可視光応答型薄膜状光触媒(つまり、酸化鉄薄膜)の吸収スペクトルと対応していることから、薄膜化した可視光応答型光触媒を用いて,一定の性能を有する太陽電池を作製するという本研究の目的を達成することができた。今後は、性能の向上とタンデム型水素発生系への展開を目指す。
レーザーアブレーション法は、ペレット状に圧縮したターゲットにレーザーを照射し発生したプルームを基板に蒸着させて薄膜を作製する方法である。ターゲットとしてGaNとIn_2O_3の混合粉末を用いて、この方法で室温で薄膜を作製した後に600℃で焼成すると固溶体が出来ることを見いだした。GaNの融点が約800℃、In_2O_3の融点が2000℃以上であるので、両方の融点以下の温度で固溶体の作製に成功した。なお、スキージー法はペースト状のターゲットをガラス棒などで引き伸ばして薄膜を作製する方法であるが、この方法では焼成温度を高くしても全く固溶体を作製出来なかった。以上の結果は、レーザーアブレーション法を用いて、他の様々な材料も含めて固溶体の作製に取り組むことにより、新規の可視光応答型薄膜状光触媒の開発が可能であることを強く示唆しており、次年度の大きな研究対象の一つである。
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