2016 Fiscal Year Annual Research Report
Preparation of high-performance oxide photovoltaic devices with electrochemical reactions
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25281062
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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) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 銅酸化物 / CuO / Cu2O / ZnO / 太陽電池 / 電気化学 / 水溶液 / 超高効率化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，理論変換効率が約28%となる1.35eVのバンドギャップを有するp-CuOとn-ZnOから構成される新規な太陽電池を溶液化学プロセスにより形成すると共に，半導体材料の物性制御、ヘテロ界面バンドアライメント制御、太陽電池構造の最適化を行うことによって、変換効率20%を達成するための指針を明確にし、その学理を探求することである。CuO半導体を光吸収層として応用するためには、対称性の低い単斜晶系結晶構造制御等の課題を克服したうえで、太陽電池構造を確立する必要がある。そこで、平成25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錯体水溶液からCu(Zn)Oならびにn-ZnO層とのヘテロジャンクションダイオードを形成し、良好な整流性を示したが、太陽電池特性の発現には至らなかった。平成26年度には、p-CuO層とn-ZnO層を主要構成層とするヘテロジャンクションダイオードが、光電変換機能を示す事を確認し、基本構造を見いだした。平成27年度には、新規なp-CuO/p-Cu2O/n-ZnO構造においてp-CuO層ならびにp-Cu2O層ともに光電変換層（特許出願済み）として機能することを外部量子効率測定から明らかにし、平成28年度にはCu2O層上にヘテロエピタキシャル成長したCuO層が良好な光電変換機能を有すること、CuO形成過程で生成するナノポア制御が高効率化の重要な因子であることを明らかにした。この新規なp-CuO/p-Cu2O/n-ZnO構造は、変換効率28%を超える超高効率太陽電池の要件を満たす可能性があり、それを実現するための高効率化の指針を明確にすることができた。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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