2016 Fiscal Year Research-status Report
分光増感機能向上を目指す基板の各結晶面への量子ドット吸着と光誘起電荷移動の評価
| Project/Area Number |
26390016
|
|---|
| Research Institution | The University of Electro-Communications |
|---|
Principal Investigator |
豊田 太郎 電気通信大学, その他部局等, 名誉教授 (40217576)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
沈 青 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (50282926)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 半導体量子ドット / 光増感 / 光誘起電子移動 / イオン化エネルギー / 酸化チタン / セレン化カドミウム / 硫化鉛 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
半導体量子ドット(QD)は太陽電池の増感剤として、従来の増感剤を上回る有意な特徴を有する。従来の増感太陽電池では、QDの吸着面積増大のために、酸化物のナノ粒子系の基板が適用されてきた。しかし変換効率向上を目指すには、QDの基礎的電子物性の評価が重要となる。基礎研究の一貫として、本研究では電子状態の良くわかった酸化物結晶の一つであるルチル型TiO2結晶基板へのQD吸着を行い、QDの電子状態と、QDから基板への光誘起電子移動を明らかにする。本年度は以下の３項目について研究を行った。(1) 対象とするCdSe QDsの粒径変化による電子状態の変化と光誘起電子移評価を行った。(001), (111)面に吸着したCdSe QDsの基底状態のエネルギー準位は粒径の増大と共に真空準位に近づくが、(110)面吸着のそれは逆に真空準位から遠ざかり、基板との相互作用の違いが示唆された。またいずれも光電子移動速度定数は粒径の増大と共に現象するが、逆に速度定数成分は増加することを見出した。(2) PbS QDsをルチル型TiO2基板に吸着した系の評価を行った結果、(111)面上の吸着率は他の(001), (110)よりも1.5倍程大きかった。粒径変化は小さかったが、基底状態の変化は真空準位から遠ざかる方向への変化が大きいことが判明した。(3) CdSe QDsをアナターゼ型TiO2(001), (102)面に吸着した系の予備的な評価を行った結果、前者の吸着率は後者に比べて２倍程大きいことがわかった。また粒径の成長は(102)面上の方が大きく、面による異方性が示唆された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
従来の増感太陽電池の基板にはアナターゼ型TiO2が適用されており、単結晶基板を適用して基礎研究を推進する意味がある。しかしバルクの単結晶作製は困難であり、今回はLaAlO3結晶上にエピタキシャル成長した(001), (102)面の適用を行った。この際単結晶基板のLaAlO3が少なくなり結晶メーカに発注したが、11月の納期が3月にずれ込み研究が予定に比べて遅れることとなった。
|
| Strategy for Future Research Activity |
CdSe QDs, PbS QDs作製と吸着条件の最適化を図り、各種評価を通して増感太陽電池の変換効率向上化に繋げる。またエピタキシャルTiO2基板の向上化を検討し、増感太陽電池の効率向上化に繋げる。
|
| Causes of Carryover |
従来の増感太陽電池の基板にはアナターゼ型TiO2が適用されており、単結晶基板を適用して基礎研究を推進する意味がある。しかしバルクの単結晶作製は困難であり、今回はLaAlO3ｔン結晶上にエピタキシャル成長した(001), (102)面の適用を行った。この際単結晶基板のLaAlO3が少なくなり結晶メーカに発注したが、11月の納期が3月にずれ込み研究が予定に比べて遅れることとなった。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
国内学会発表用の旅費と、さらに残額が可能額ならば作成論文の英文校正費に充てる。
|
