2022 Fiscal Year Annual Research Report
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20H02851
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| Research Institution | Tokyo City University |
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Principal Investigator |
石川 亮佑 東京都市大学, 付置研究所, 准教授 (50637064)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坪井 望 新潟大学, 自然科学系, 教授 (70217371)
星 裕介 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (70748962)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 原子層材料 / 薄膜太陽電池 / TMDC / グラフェン / 多接合太陽電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の概要は、「原子層材料を用いた究極の薄膜太陽電池の開発」である。具体的には①原子層ヘテロ接合太陽電池の動作原理の解明、②原子層薄膜の大面積合成法の確立という課題を解決することによって究極の薄膜太陽電池を開発する研究である。
本年度は①WSe2/MoS2ヘテロ構造において、各層のねじれ角を導出する手法としてWSe2とMoS2の異方性ウェットエッチング技術の開発に取り組んだ。本手法を用いて各層のねじれ角を制御し作製した試料構造に対して、フォトルミネッセンス測定の温度依存性を調べた。WSe2/MoS2ヘテロ構造内で生じる層間励起子からの発光強度が、温度上昇とともに減少していく傾向が見られ、この発光強度の温度特性から熱活性化エネルギーを導出した。結晶方位が一致している状態から、変化させていくと熱活性化エネルギーが減少していくことが分かった。各層のねじれ角の変化は、層間のキャリア輸送に影響を与えるだけでなく、層間励起子のダイナミクスにおいても寄与することを明らかにした。また、WSe2/MoS2ヘテロ構造については、各層のねじれ角の異なる試料に対してPLスペクトルの温度特性を調べることで、ねじれ角と層間励起子の熱活性化エネルギーに相関があることを明らかにしている。②2ゾーン加熱CVD法によるMoS2成長では，成長温度や基板配置を最適化することにより2センチ角基板の全面に単層MoS2を成長することができるようになった。また、Ar希釈CS2反応性ガスを用いた反応性スパッタリング法によるMoS2薄膜では，面内不均一性を有するものの，MoO3が消失しMoS2が支配的な領域を作製することが可能となり，この薄膜に大気圧N2ガス雰囲気熱処理を施すことで，MoS2の結晶性の向上が観られた。これらの成果を国内会議9件発表した。また、投稿論文3報と国際会議2件の発表を予定している。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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