2013 Fiscal Year Research-status Report
垂直配向CNTと低損失CNT-金属接合構造を用いた高効率太陽電池の開発
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25871026
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Asahikawa National College of Technology |
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Principal Investigator |
中村 基訓 旭川工業高等専門学校, システム制御情報工学科, 准教授 (50435963)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | インクジェット塗布法 / ナノ粒子 / 垂直配向CNT / 炭素熱還元法 |
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| Research Abstract |
本年度は金属ナノ粒子をインクジェット法により基板に固定化する技術を確立し，さらに固定化したナノ粒子を触媒として垂直配向CNT形成のための最適条件について検討した．金属触媒としてはCo系化合物を採用し，溶媒としてエタノールを利用した分散液を本年度導入したインクジェット装置によりSi基板へ吐出・固定化し，常圧CVD法によりCNTの生成をおこなった．インクジェットによる金属触媒粒子の固定化では，液滴量と塗布面積依存性が得られ，繰り返し塗布により粒子密度の制御を可能にした．一方で，コーヒーステイン現象により，塗布領域全体に粒子を均一に塗布することが難しく，基板温度の制御などが必要であることがわかった．また，基板上に固定化した触媒濃度の最適条件が絞りきれておらず，現段階では垂直配向CNTを制御よく生成できる条件を導出できていない．現在CVD装置の低圧化を進めており，ナノ粒子密度の最適条件の導出と併せて実験を進めている．垂直CNT試作に遅れが生じたため，次年度以降に計画していた炭素熱還元法による金属的CNTの選択除去を先行して実施した．NiO薄膜を作製し，市販のCNTをSi基板上にスプレー塗布したものを標準試料として選択除去の条件を導出した．還元時の温度条件などを最適化することでCNTの一部が除去されることが確認できた．除去されたCNTの特性（金属か半導体か）は，H25年度末に本校に導入された顕微ラマン装置を用いて確認する予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
インクジェット装置による触媒金属ナノ粒子の吐出・固定化について，塗布面積や粒子密度の制御が可能であり，その条件を確立した．一方で，液滴の乾燥時に起こるコーヒーステイン現象により領域全体の均一塗布が難しく，最適な条件の導出に時間を要している．ただし，次年度以降に予定していたCNTの選択除去に関する実験を先行して進めており，除去条件について知見を得ることができた．以上より，研究全体の進捗としては，「やや遅れている」とした．
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| Strategy for Future Research Activity |
安定した均一塗布条件の確立を早期に目指すとともに，垂直配向CNTを形成するためのCVD成長条件の最適化を同時に進める．具体的にはインクジェット塗布時の基板温度や触媒金属分散液の濃度に対する影響を考慮する．また，垂直配向CNT生成の実績がある減圧CVD装置への改良を進め，垂直配向CNTを安定して生成できる条件を導出する．さらに，インクジェット法とは別に，すでに成長条件が既知である金属薄膜触媒を用いて垂直配向CNTを形成し，エッチングおよび電極との新規コンタクト構造を有したデバイスを試作する．
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