2021 Fiscal Year Annual Research Report
Cuナノワイヤを基軸にした高性能・高耐久な透明導電膜の創製と太陽電池応用
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19H04324
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
横山 俊 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (30706809)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 隆 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 准教授 (40302187)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 銅 / ナノワイヤ / 透明導電膜 / 酸化亜鉛 / アンモニア / 被覆 / 耐久性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
銅ナノワイヤを太陽電池の透明導電膜へ応用するため、現在用いられている酸化インジウムスズの性能や耐久性を超えるために研究を進行してきた。現在までに、形状、表面制御によってITOと同等以上の性能発現に成功し、更にAg被覆によって数百時間の耐久性付与に成功している。しかし、実際の太陽電池の透明導電膜として使用するためには、数年から数十年の耐久性を必要とするため、酸化亜鉛によるナノワイヤ被覆による耐久性の向上を検討した。
酸化亜鉛被覆は研究代表者の開発しているアミンヒドロキソ亜鉛錯体の脱水による酸化亜鉛薄膜形成法を展開し、被覆法の開発を行った。アミンヒドロキシ亜鉛は、アンモニア水溶液に酸化亜鉛を溶解し得ることが出来るが、これまでのアンモニア濃度では、ナノワイヤとの反応時にpHが高く、ナノワイヤが劣化するため、アンモニア濃度、亜鉛濃度を制御した結果、アンモニア濃度をアミンヒドロキソ亜鉛錯体を形成可能な範囲で低減し、14.8Mから1M程度まで低減出来た。また、アンモニア濃度の低い場合に形成される酸化亜鉛はこれまで水酸化亜鉛を多く含んでいたが、水酸化亜鉛の比率が低く、質のよい酸化亜鉛を形成可能であることを明らかとして、詳しい機構は解明中である。この溶液条件を用いたところ、ナノワイヤを劣化させずに酸化亜鉛を数nm程度で被覆することに成功した。現在劣化環境下で耐久性を調査中であるが、Ag被覆よりさらに耐久性を付与可能であることが示唆されている。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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