2014 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
| Project/Area Number |
25871026
|
|---|
| Research Institution | Asahikawa National College of Technology |
|---|
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)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | インクジェット塗布法 / ナノ粒子 / 垂直配向CNT / 太陽電池 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は昨年度の問題であったCNTのCVD成長方法を改善し，CVD装置の低圧化を進めた．エタノールの供給方法などの最適化も実施することで，Co系金属触媒によるCNTの垂直配向成長できる条件を確立した．インクジェット法によるCo系触媒金属粒子の固定化についても条件出しを進め，塗布領域内での垂直配向CNT成長にも成功している．インクジェット法による固定化では，均一塗布をする上での課題であったコーヒーステイン現象（塗布領域の縁に金属粒子密度が高くなる現象）について，分散溶媒種を変えることで回避し，ある程度均一な塗布が可能であることも検証できた．垂直配向CNTの成長条件を確立する過程において，Co粒子サイズの依存性を調べるため複数のCo分散インクを用いたため，結果としてデバイス形成前にCNTの直径分布制御に関する実験を先行して実施することとなった．具体的には，異なる粒径分布を持つ2種類の触媒金属粒子分散インク（直径平均1nmと4nm）を基板に交互に塗布・固定化することで，CVDプロセス後に成長するCNTの直径分布を制御できることが確認できた．なお，CNTの直径分布の確認には，H25年度末に本校に導入された顕微ラマン分光装置を用いた．現在，確立したCNT成長条件により生成した垂直配向CNTを用い，エンドコンタクトプロセスを確立するべく実験を進めている．今後は太陽電池へのデバイス化を進め，エンドコンタクト構造導入による効率改善効果を算出する．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度遅れていたCNTの垂直配向成長については，今年度早々にCVD装置の低圧環境への改造を実施したことで，垂直配向CNTの成長条件を確立することができた．ただし，エンドコンタクトプロセスおよびデバイス試作については，現在進行中であり現段階では最適な条件が見いだせていない．しかし，垂直配向CNT成長条件の検討の段階で，次年度に予定していたCNTの直径分布の制御に関する実験を先行して進めることができ，異なる金属触媒粒子分散液を交互に積層固定させることで直径分布制御が可能であることがわかった．以上により，研究全体の進捗としては，「やや遅れている」とした．
|
| Strategy for Future Research Activity |
条件を確立した垂直配向CNTを用いて，現在実験を進めているエンドコンタクトプロセスをできるだけ早期に確立し，デバイスの試作を進める．エッチング工程については連携機関である北海道大学情報科学研究科において条件出しを進め，試作したデバイスについて，本校に導入されたプローバおよび半導体パラメータアナライザで効率を含めた諸特性の評価を行う．また，効率改善に向けたデバイス応用へとつながるように，インクジェットを用いて異なる触媒分散液の交互印刷による垂直配向CNTの固定化条件を確立する．
|
| Causes of Carryover |
連携機関である北海道大学でのエッチングプロセスとデバイス試作プロセスに遅れが生じたため，その分の旭川ー札幌間の旅費や消耗品費などが未使用となり，次年度に繰り越した．
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
上記プロセスを実施するため，次年度の早い段階で旅費と消耗品費として使用する予定である．
|
