2014 Fiscal Year Annual Research Report
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25550085
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
高橋 英志 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (90312652)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下位 法弘 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (40624002)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | CIGS太陽電池 / 合金ナノ粒子 / 水溶液中合成 / 錯体均質化 / 塗布形成 / 持続可能システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
小面積で十分な変換効率が期待できるCu(InGa)Se2(CIGS)太陽電池は、多元蒸着法若しくはセレン化法で作成されているが、均質化が難しい、量産に不向き、製膜時に必要量の数10倍以上の原料を浪費する、など気相合成法でしか合成できていない事が実用化の障害の一つとなっている。そこで本研究では、溶液中の各種金属錯体を単一化若しくは複核錯体化し三種類以上の金属錯体の還元反応速度を一致させることで、これまで誰も達成できていない、液相中での均質単結晶のCIGS合金ナノ粒子合成法を開発すること、さらに、合成したナノ粒子を用いて塗るだけでCIGS太陽電池を合成する技術を開発する技術を開発すること、を目的とした。
錯生成定数を用いて錯体濃度計算を行いことで、水溶液中の金属錯体が単一となる条件を予測した。その条件下でサイクリック・ボルタンメトリー測定を行い、Cu錯体及びIn錯体の還元電位を測定した。その結果、アスパラギン酸を用いた場合に、錯体の単一化と還元電位の一致を達成しうることを、電気化学測定と生成物質のXRD分析から明らかとした。更に、ネルンストの式を導入することで、錯生成定数と金属の価数、及び還元電位の相関を明確化した。これらの条件を元に、Cu-In合金ナノ粒子をNaBH4を還元剤として用いることで合成することに成功した。
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