Solar power-generation window: on-demand preparation of fully transparent p-n junction devices by nanoparticle coating

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K22096
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 28:Nano/micro science and related fields
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Kanie Kiyoshi 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (60302767)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2022-03-31
• Keywords: ナノ粒子 / 透明導電性酸化物 / p-型半導体 / 液相合成 / p-n接合 / 透明デバイス

Outline of Final Research Achievements

ITO is an n-type transparent conducting metal oxide (TCO) in which electrons are carriers. On the other hand, p-type TCOs, in which holes are carriers, are attracting attention. In this study, we developed liquid-phase synthesis methods for p-type TCO nanoparticles controlling in their size and shape. The nanoparticles were applied to prepare p-type TCO nano-ink with both low resistivity and high transparency. For n-type TCO, we succeeded in developing nanomaterials with practical performance by a novel the thin-film preparation method.

Free Research Field

材料化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ITOは薄膜テレビ，パソコン，モバイル機器などに欠かすことができないTCOであり，スパッタ成膜法により調製されている．本研究の遂行により，ナノ粒子塗布により高性能なITO薄膜が常温・大気圧下において調製できることが示されたことは意義深い．この手法をホールがキャリアとなるp-型TCOに適用する事ができれば，完全透明p-n接合デバイスの創製となり，電池分野なのでの活用が期待される．本研究では，p-型半導体特性を示すナノ粒子の開発に成功した．さらなる低抵抗化を継続することで，実用化が見込まれる材料を見いだせたことは，高い学術的・社会的意義を有すると考えている．