2019 Fiscal Year Annual Research Report
光音響分光法を用いた半導体光電極の「真の」量子効率測定システムの開発
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of novel light energy conversion system through elucidation of the molecular mechanism of photosynthesis and its artificial design in terms of time and space |
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| Project/Area Number |
18H05172
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
村上 直也 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (10452822)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 光音響 / 半導体光電極 / 量子効率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光音響分光装置と光電気化学測定装置を組み合わせることによって，初年度に確立した“真の”量子収率を測定することのできるシステムを用い，様々な電極反応や反応条件下での測定を行った．測定試料となる半導体光電極は，金属有機化合物分解法を用いることによって，n型半導体であるバナジン酸ビスマス（BiVO4）を作成した．まず，解析手法の改良を行うことによって，「光電流の一定領域下でのみ定量可能」といった従来の制約を解除し，適用可能性を拡張することに成功した．次に，初年度行った犠牲剤（Na2SO3）存在下での反応に加えて，水分解反応の“真の”量子効率を測定したところ，妥当な“真の”量子効率の値を得ることができ，これらの値と光電変換効率（IPCE）から求まる光捕集効率（LHE）がほぼ一致することから，妥当な結果を得ることができた．最後に，種々の発光波長を有する発光ダイオード（LED）を光源として用いることによって，“真の”量子収率測定の照射波長依存性の測定を行った．この結果，BiVO4光電極のアクションスペクトルを明らかにすることができた．
また，本分析システムの応用展開である「半導体光電極の最適化を行うための光吸収と性能の同時測定システム」の検証を行った．システムは初年度に構築済であるため，今年度は三酸化タングステン（WO3）多孔質膜におけるネッキング処理効果および金属有機化合物分解法により作成したBiVO4膜について検討を行い，これらの光電極に対しても半導体膜厚を効率よく最適化することができることを確認した．
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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