| 研究課題/領域番号 |
15360175
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 豊田工業大学 |
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研究代表者 |
小島 信晃 豊田工業大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70281491)
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| 研究分担者 |
山口 真史 豊田工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50268033)
大下 祥雄 豊田工業大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10329849)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
7,900千円 (直接経費: 7,900千円)
2005年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2004年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2003年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
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| キーワード | フラーレン / 超格子構造 / ナノ構造 / 太陽電池 / アモルファスカーボン / フタロシアニン / カーボン / 水素ラジカル / 光起電力 / 薄膜 |
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| 研究概要 |
C_<60>/a-C超格子材料の構造制御法を開発し、作製した新構造の基礎物性、特に光物性を明らかにして、太陽電池への応用を目指すこと、さらには、有機太陽電池へのC_<60>ナノ構造の適用を検討すること、を目的に研究を行い、以下の成果を得た。
1. a-C層については、RFプラズマ源により分解した窒素をC_<60>膜表面に照射して形成した。成膜時の窒素照射条件とa-C膜の特性との関係を調べた結果、窒素イオン量がa-C膜の特性を決めていることを明らかにした。
2.C_<60>/a-C超格子構造にバンドギャップ値制御を目指して、各層の厚さを変化させてC_<60>/a-C超格子膜を成膜し、その光吸収スペクトルへの影響を調べた。その結果、井戸層であるa-C層の厚さが薄い程、超格子膜の光吸収端が高エネルギー側にシフトすることが分かり、超格子構造で実効的なバンドギャップを制御できる可能性が示された。
3. C_<60>/a-C超格子をi層として太陽電池に導入し、p型a-SiC、 n型a-SiでC60/a-C超格子層をサンドイッチしたpin接合太陽電池を試作した。変換効率は低く、10^<-6>〜10^<-5>%であった。C_<60>/a-C超格子構造を太陽電池に応用するためには、ドーピングによる導電率制御、およびa-C層の低欠陥密度化が必要であることが示された。
4. C60層の導電率制御として、Mgドーピングを試みた。共蒸着法でMgドープC-<60>膜を作製し、導電率が約6桁増加することを確認した。
5. a-C層の欠陥密度低減のため、水素ラジカル処理を行った。電子スピン共鳴で測定した欠陥密度は、水素処理時間に大きく依存し、その最適化が必要である。
6.フラーレン・ナノ構造を有機太陽電池に適用するための基礎検討として、C-<60>/有機材料界面の研究を行った。C_<60>(111)面上で銅フタロシアニンは、分子面を基板に対して立てて成膜することを明らかにした。
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