2012 Fiscal Year Annual Research Report
電気化学ヘテロエピタキシャル成長による高効率酸化銅薄膜太陽電池の構築
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22550180
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
伊崎 昌伸 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30416325)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笹野 順司 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40398938)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 銅酸化物 / CuO / p型半導体 / 水溶液 / 電気化学 / ヘテロエピタキシ- / 光応答 / ホール効果 |
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| Research Abstract |
酸化物半導体から構成される太陽電池は，次世代太陽電池として期待されているが，現在の最高変換効率は3.8%と極めて低い.これは，光吸収層として利用されている銅(I)酸化物（Cu2O）のバンドギャップが2.1eVと大きいこと，品質・純度が低いことが要因となっている.本研究の目的は，理論変換効率が約28%となる1.3eVのバンドギャップを有するp型半導体銅(II)酸化物（CuO）とn型半導体ZnOから構成される新規な太陽電池を電気化学的ヘテロエピタキシャル成長により形成すると共に，高効率化のための指針ならびにその学理を探求することである.平成22年度には、化学熱力学的に設計したアルカリ性アンモニアCu錯体水溶液から1.35eVのバンドギャップを有するCuO層を形成することに成功すると共に，電気化学ヘテロエピタキシャル成長によりCuO層を(002)単配向化しフォトアクテビティを著しく向上させることに成功した．平成23年度は，この(002)-CuO層を太陽電池として応用するためのダイオード構造の最適化を行った．スパッタリング法によりn-ZnOを堆積させて形成したダイオードは整流性を示さなかったが，(002)-CuO層上にn-CdS層を溶液化学的に形成したダイオードならびに(002)-CuO層上にSiO層を形成した後，電子ビーム蒸着装置でZnOを堆積させたダイオードが良好な整流性を示すと共に，AM1.5G基準太陽光照射下で光電変換機能を示すことを確認した．平成24年度には、パルス電解法を適用し、さらに光電流密度ならびに光応答性を向上させた(002)-CuO層を用いて作成した太陽電池の特性評価を行い、従来報告値を超える開放電圧を得たが、短絡電流密度は非常に小さく、光照射によるキャリア生成と輸送特性の改善が必要であることが明らかとなった.
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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