低次元シリコンナノ構造を複合機能化した新規高効率太陽電池材料の創製

• 研究課題/領域番号: 21760015
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 深田 直樹 独立行政法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 独立研究者 (90302207)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2009年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 太陽電池 / 量子細線 / 量子ドット / ナノ材料 / シリコン / ナノワイヤ / ナノ結晶

研究概要

本研究では、次世代の太陽電池材料として有望なSiナノ結晶(0次元,直径:1-50nm,バンドギャップ:3.0-1.1eV)およびSiナノワイヤ(1次元,直径:5-50nm,バンドギャップ:1.5-1.1eV)の両材料を機能的に複合化し、Si材料の削減による低コスト化および変換効率の向上を両立した、これまでに無い新しい次世代シリコン太陽電池材料の開発を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Doping and segregation of impurity atoms in silicon nanowires (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Fukata, K.Sato, M.Mitome, Y.Bando, T.Sekiguchi, M.Kirkham, J-I.Hong, Z.L.Wang, R.L.Snyder
  • 雑誌名: ACS NANO 4 ページ: 3807-3816
  • 査読あり
• [雑誌論文] Doping and characterization of impurity atoms in germanium nanowires (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Fukata, K.Sato, M.Mitome, Y.Bando, T.Sekiguchi, M.Kirkham, J-I.Hong, Z.L.Wang, R.L.Snyder
  • 雑誌名: ACS NANO 巻: 4 ページ: 3807-3816
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impurity doping in silicon nanowires (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Fukata
  • 雑誌名: Adv.Mater. 21(27) ページ: 2829-2832
  • 査読あり
• [雑誌論文] Doping and characterization of boron atoms in nanocrystalline silicon particles (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Sato, N.Fukata, K.Hirakuri
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett. 94(16)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorus ions implantation in silicon nanocrystals embedded in SiO_2 (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Murakami, R.Shirakawa, M.Tsujimura, N.Uchida, N.Fukata, S.Hishita
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 105(5)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic States of P Donors in Si Nanocrystals Embedded in Amorphous SiO2 Layer Studied by Electron Spin Resonance : Hydrogen Passivation Effects (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Murakami, M.Tsujimura, R.Shirakawa, N.Uchida, N.Fukata
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl. 48
  • NAID: 40016704634
  • 査読あり
• [雑誌論文] The synthesis and structural characterization of boron-doped silicon-nanocrystals with enhanced electroconductivity (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Sato, K.Niino, N.Fukata, K.Hirakuri, Y.Yamauchi
  • 雑誌名: Nanotechnology 20(36)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Doping and segregation of impurity atoms in silicon nanowires (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Fukata, M.Seoka, N.Saito, K.Sato, J.Chen, T.Sekiguchi, K.Murakami
  • 雑誌名: Physica B. 404 ページ: 5200-5200
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impurity doping in silicon nanowires (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Fukata
  • 雑誌名: Advanced Materials 21 ページ: 2829-2832
  • 査読あり
• [学会発表] ホットインプランテーションによるSiナノワイヤへのPドーピング (2011)
  • 著者名/発表者名: 石田慎哉、滝口亮、横野茂輝、深田直樹、陳君、関口隆史、菱田俊一、村上浩一
  • 学会等名: 春季第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 2011-03-24
• [学会発表] 薄膜太陽電池用ボロンドープシリコンナノ粒子の構造評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 瀧上泰則, 佐藤慶介, 平栗健二, 深田直樹
  • 学会等名: 春季第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 2011-03-24
• [学会発表] Doping and characterization of impurity atoms in Si nanowires (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Fukata, K.Sato, M.Mitome, Y.Bando, T.Sekiguchi
  • 発表場所: Rome (Italy)
  • 年月日: 2010-12-05
• [学会発表] Doping and characterization of impurity atoms in germanium nanowires (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Fukata, N.Saito, S.Ishida, S.Yokono, K.Sato, J.Chen, T.Sekiguchi, K.Murakami
  • 学会等名: 2010 MRS FALL Meeting
  • 発表場所: Boston (USA)
  • 年月日: 2010-12-02
• [学会発表] Siナノワイヤ中のBアクセプタ濃度分布の定量評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 滝口亮、石田慎哉、横野茂輝、深田直樹、陳君、関口隆史、村上浩一
  • 学会等名: 秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] SiナノワイヤへのO_2^+イオン注入効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 横野茂輝、石田慎哉、滝口亮、深田直樹、陳君、関口隆史、菱田俊一、村上浩一
  • 学会等名: 秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] シリコンナノワイヤ中への水素導入効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石田慎哉、横野茂輝、滝口亮、深田直樹、陳君、関口隆史、菱田俊一、村上浩一
  • 学会等名: 秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] ノンドープ並びにPドープSiナノ結晶の光誘起ESR (2010)
  • 著者名/発表者名: 長橋綾子、内田紀行、深田直樹、村上浩一
  • 学会等名: 秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] 縦型立体構造デバイス実現に向けた半導体ナノワイヤの研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 深田直樹
  • 学会等名: 秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] イオン注入によるSiナノワイヤへの不純物ドーピング (2010)
  • 著者名/発表者名: 深田直樹, 齋藤直之, 石田慎哉, 横野茂輝, 陣君, 関口隆史, 菱田俊一, 村上浩一
  • 学会等名: 春季第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] SiナノワイヤへのPイオン注入 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石田慎哉, 齋藤直之, 横野茂輝, 深田直樹, 陣君, 関口隆史, 菱田俊一, 村上浩一
  • 学会等名: 春季第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] SiナノワイヤへのO_2^+イオン注入効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 横野茂輝, 齋藤直之, 石田慎哉, 深田直樹, 陣君, 関口隆史, 菱田俊一, 村上浩一
  • 学会等名: 春季第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] Doping and characterization of impurity atoms in Si nanowires (2009)
  • 著者名/発表者名: 深田直樹
  • 学会等名: ICON09
  • 発表場所: Atlanta(USA)
  • 年月日: 2009-12-07
• [学会発表] Impurity doping in silicon nanowires during synthesis and by ion implantation (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Fukata, N.Saito, S.Ishida, S.Yokono, K.Sato, J.Chen, T.Sekiguchi, K.Murakami
  • 学会等名: 2009 MRS FALL Meeting
  • 発表場所: Boston (USA)
  • 年月日: 2009-12-02
• [学会発表] Impurity doping in silicon nanowires during synthesis and by ion implantation (2009)
  • 著者名/発表者名: 深田直樹
  • 学会等名: 2009 MRS FALL Meeting
  • 発表場所: Boston(USA)
  • 年月日: 2009-12-02
• [学会発表] イオン注入によるSiナノワイヤへの不純物ドーピングと電気的活性化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 深田直樹, 齋藤直之, 石田慎哉, 横野茂輝, 陣君, 関口隆史, 菱田俊一, 村上浩一
  • 学会等名: 秋季第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] PドープSiナノ結晶の光誘起ESR (2009)
  • 著者名/発表者名: 長橋綾子, 澤田智孝, アチャルジガヤトリ, 内田紀行, 深田直樹, 村上浩一
  • 学会等名: 秋季第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] イオン注入後のSi ナノワイヤの結晶性回復とP の電気的活性化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石田慎哉, 齋藤直之, 横野茂輝, 深田直樹, 陣君, 関口隆史, 菱田俊一, 村上浩一
  • 学会等名: 秋季第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] ボトムアップ手法によるシリコンナノワイヤの創製および不純物ドーピング (2009)
  • 著者名/発表者名: 深田直樹, 齋藤直之, 陣君, 関口隆史, 村上浩一
  • 学会等名: 秋季第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] 短時間アニールを利用したBイオン注入Siナノワイヤの結晶性回復とBの電気的活性化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 齋藤直之, 石田慎哉, 横野茂輝, 深田直樹, 陣君, 関口隆史, 菱田俊一, 村上浩一
  • 学会等名: 秋季第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] Doping and segregation of impurity atoms in silicon nanowires (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Fukata, M.Seoka, N.Saito, J.Chen, T.Sekiguchi, K.Murakami
  • 学会等名: The 25th International Conference on Defects in Semiconductors
  • 発表場所: St.Petersburg (Russia)
  • 年月日: 2009-07-21
• [学会発表] Doping and segregation of impurity atoms in silicon nanowires (2009)
  • 著者名/発表者名: 深田直樹
  • 学会等名: The 25^<th> International Conference on Defects in Semiconductors
  • 発表場所: St.Petersburg(Russia)
  • 年月日: 2009-07-21
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.nims.go.jp/mana/people/independent_scientist/n_fukata/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.nims.go.jp/mana/people/independent_scientist/n_fukata/index.html
• [産業財産権] シリコンナノ粒子/シリコンナノワイヤ複合材料、太陽電池、発光デバイス、及び製造法 (2010)
  • 発明者名: 深田直樹、佐藤慶介
  • 権利者名: 独立行政法人物質・材料研究機構
  • 出願年月日: 2010-05-18
• [産業財産権] シリコンナノ粒子/シリコンナノワイヤ複合材料、太陽電池、発光デバイス、及び製造法 (2010)
  • 発明者名: 深田直樹、佐藤慶介
  • 権利者名: 独立行政法人物質・材料研究機構
  • 産業財産権番号: 2010-113778
  • 出願年月日: 2010-05-18
• [産業財産権] ドライプロセス装置 (2009)
  • 発明者名: 佐藤慶介、深田直樹
  • 権利者名: 独立行政法人物質・材料研究機構
  • 出願年月日: 2009-01-16