2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of amorphous carbon semiconductor with selective optical gap and its application to electronic devices for photon to electron conversion
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26289089
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
本多 謙介 山口大学, 創成科学研究科, 教授 (60334314)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | アモルファスカーボン / 可変バンドギャップ / 半導体材料 / 太陽電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２８年度には、最適化したSi添加a-C半導体を用いた物理デバイスの具現化を図った。
１. n型a-C半導体の構造最適化によるヘテロ接合太陽電池の性能向上（目標変換効率: 10%）～平成２７年度に最適化したn型Si添加a-C半導体を、成膜条件を変化させてp型Si上に成膜しヘテロ接合太陽電池を作製した。ヘテロ接合太陽電池の性能（開放電圧と変換効率）に対するSi添加a-C半導体化学組成（化学結合状態）の効果の検証を行った。n型Si添加a-Cヘテロ接合太陽電池は、最大で200 mVの開放電圧と0.0003％の変換効率を示した。開放電圧・変換効率とも、Si添加a-C半導体中のsp2不純物が最小かつSi-Cネットワーク領域が最大である構造で最も高い値となった。Si添加a-C半導体がSi-Cアモルファス相の１相から構成されるように均質化することで、高性能な太陽電池として機能させることが可能であることが明らかになった。
２. p型a-C半導体の構造最適化によるヘテロ接合太陽電池の性能向上（目標変換効率: 10%）～成膜条件を変化させてp型Si添加a-C半導体をn型Si上に成膜してヘテロ接合太陽電池を作製、太陽電池の性能（開放電圧と変換効率）への原料濃度・プラズマ出力等成膜条件の影響を調査した。ｐ型Si添加a-Cへテロ接合太陽電池においても、最大で200 mVの開放電圧と0.001％の変換効率を示した。原料濃度が高く、高周波数かつ低出力のプラズマ条件で成膜Si添加a-C半導体を成膜した太陽電池で最大の性能を示すことが明らかになった。太陽電池性能の向上に寄与するSi添加a-Cの化学結合状態の解析が今後の課題である。
３. グルコースを選択的に高感度検出可能なセンサーの開発(検出限界濃度目標：1 micro M)～電極幾何構造制御による選択制向上のため、幅1 micro m 間隔 1micro m の電極が交互に並ぶくし型構造の作製に成功した。これによりredox種を平板電極に対して70倍高感度化することに成功した。
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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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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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