| 研究課題/領域番号 |
17H04721
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| 研究種目 |
若手研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
持続可能システム
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
横山 俊 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (30706809)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
21,450千円 (直接経費: 16,500千円、間接経費: 4,950千円)
2018年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
2017年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
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| キーワード | Cuナノワイヤ / 酸化物 / 透明導電膜 / 太陽電池応用 / 低環境負荷プロセス / 表面改質 / 保護剤 / 耐久性 / 酸化物ナノ粒子 / 複合化 / 合成機構 / アスペクト比 / 低環境負荷合成 / 液相還元法 / アスコルビン酸 / 太陽電池 |
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| 研究成果の概要 |
太陽電池の透明導電膜として使用されている、高性能だが、毒性、脆性、高コスト等の欠点を持つ酸化インジウムスズ(ITO)を代替するため、金属および酸化物ナノ材料の複合化による高性能かつITOの欠点克服した透明導電膜の形成を目的とした。潜在的に高い性能を有するCuナノワイヤに着目したが、その合成法、性能発現、安定性について様々な課題が存在していた。そこで本研究では、低環境負荷なCuナノワイヤの合成法を確立させ、透明導電膜の性能を向上させるため、形状および表面制御、さらに酸化物と複合化することでこれらの課題を克服し、初期目標であった光透過率85%以上、抵抗100Ω/□以下の膜を形成することに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
エネルギー環境問題解決には、太陽電池が最重要技術の一つである。普及のためには、更なる高効率化と低コスト化が必要となる。電池構成部品である透明導電膜に着目すると、最も広く使用されているITOは、性能は高いが、高コストである等多くの課題が存在する。そこでITOよりも低コストかつ性能が高い透明導電膜を創出することによって、太陽電池の高効率化と低コスト化が望める。本研究では、その代替材料として、金属であるCuナノワイヤと酸化物の複合化によって、ITOを性能、価格ともに凌駕できる透明導電膜が形成できる可能性があることを示した。今後は、各ナノ材料の形状、表面、複合化を精密に制御し更なる性能向上を目指す。
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