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金属誘起層交換成長を利用したガラス基板上へのSiナノ構造太陽電池の作製

研究課題

研究課題/領域番号 26600049
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 ナノ材料工学
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

深田 直樹  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, グループリーダー (90302207)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード結晶成長 / シリコン / 多結晶 / 太陽電池 / 結晶工学 / 多結晶薄膜 / ナノワイヤ
研究成果の概要

シリコン(Si)結晶をSiではない異種基板上、例えば安価なガラス基板上に形成することを目的として研究を行った。
具体的には、アルミニウム誘起層交換成長法を利用し、石英ガラス基板上へのSi結晶の形成実験を行った。結晶化の条件を透過電子顕微鏡(TEM)、電子後方散乱(EBSD)およびラマン分光により調べた。その結果、(111)方向に面内垂直配向した最大384μmのグレインを形成することができた。この値は、これまでにAIC関連で報告されている中で最大のグレインサイズである。こ更に、形成できたSi多結晶膜をテンプレートとした固相エピタキシャル成長およびSiナノワイヤの成長も実証できた。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 備考 (2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] High Efficiency Hybrid Solar Cells Using Nanocrystalline Si Quantum Dots and Si Nanowires2015

    • 著者名/発表者名
      Mrinal Dutta, Lavanya Thirugnanam, Pham Van Trinh, and Naoki Fukata
    • 雑誌名

      ACS NANO

      巻: 9 号: 7 ページ: 6891-6899

    • DOI

      10.1021/acsnano.5b03268

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Bonding and Electronic States of Boron in Silicon Nanowires Characterized by an Infrared Synchrotron Radiation Beam2015

    • 著者名/発表者名
      N. Fukata, W. Jevasuwan, Y. Ikemoto and T. Moriwaki
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 7 号: 16 ページ: 7246-7251

    • DOI

      10.1039/c5nr00427f

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transfer-free synthesis of highly ordered Ge nanowire arrays on glass substrate2015

    • 著者名/発表者名
      M. Nakata, K. Toko, W. Jevasuwan, N. Fukata, N. Saitoh, N. Yoshizawa, and T. Suemasu
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 107 号: 13 ページ: 133102-133102

    • DOI

      10.1063/1.4932054

    • NAID

      120007135961

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Vertically Aligned Ge Nanowires on Flexible Plastic Films Synthesized by (111)-Oriented Ge Seeded Vapor-Liquid-Solid Growth2015

    • 著者名/発表者名
      K. Toko, M. Nakata, W. Jevasuwan, N. Fukata, and T. Suemasu
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 7 号: 32 ページ: 18120-18124

    • DOI

      10.1021/acsami.5b05394

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Low-temperature UV ozone-treated high efficiency radial p-n junction solar cells: N-Si NW arrays embedded in a p-Si matrix2015

    • 著者名/発表者名
      M. Dutta and N. Fukata
    • 雑誌名

      Nano Energy

      巻: 11 ページ: 219-225

    • DOI

      10.1016/j.nanoen.2014.10.028

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Inorganic/organic hybrid solar cells: optimal carrier transport in vertically aligned silicon nanowire arrays2014

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Sato, Mrinal Dutta and Naoki Fukata
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 6 号: 11 ページ: 6092-6101

    • DOI

      10.1039/c4nr00733f

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-temperature (180 degrees C) formation of large-grained Ge (111) thin film on insulator using accelerated metal-induced crystallization2014

    • 著者名/発表者名
      K. Toko, R. Numata, N. Oya, N. Fukata, N. Usami, and T. Suemasu
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 104 号: 2 ページ: 022106-022106

    • DOI

      10.1063/1.4861890

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Doping and characterization of impurity atoms in Si and Ge nanowires2014

    • 著者名/発表者名
      N. Fukata
    • 雑誌名

      phys. status solidi C

      巻: 11 号: 2 ページ: 320-330

    • DOI

      10.1002/pssc.201300106

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visible and infrared Light Emission in Boron Doped Wurtzite Silicon Nanowires2014

    • 著者名/発表者名
      F. Fabbri, E. Rotunno, L. Lazzarini, N. Fukata, and G. Salviati
    • 雑誌名

      Scientific Report

      巻: 4 号: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1038/srep03603

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Fabrication of Silicon Nanowire Solar Cells by Metal Catalyzed Electroless and Nano-imprint lithography2016

    • 著者名/発表者名
      Junyi Chen, Wipakorn Jevasuwan, Naoki Fukata
    • 学会等名
      春季第63回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Formation of Large-grain polycrystalline Si Layer on Quartz by Al-induced Crystallization for Thin-Film Solar Cells2016

    • 著者名/発表者名
      Joko Suwardy, Wipakorn Jevasuwan,Kaoru Toko, Takashi Suemasu, Naoki Fukata
    • 学会等名
      春季第63回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] プラスチック上Ge薄膜の結晶方位制御と垂直配向ナノワイヤ合成2016

    • 著者名/発表者名
      都甲 薫、中田 充紀、大谷 直生、Jevasuwan Wipakorn、深田 直樹、末益 崇
    • 学会等名
      春季第63回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Si Nanowire Formation using Al-Catalyst with Various Substrate Temperatures2016

    • 著者名/発表者名
      ジェバスワン ウィパコーン, 深田 直樹
    • 学会等名
      春季第63回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Hybrid SiNW-based solar cells and hydrogenation for efficiency enhancement2015

    • 著者名/発表者名
      W. Jevasuwan, K. Nakajima, Y. Sugimoto, N. Fukata
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Hawaii (USA)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hybrid solar cells using nanocrystalline Si quantum dots and Si nanowires2015

    • 著者名/発表者名
      Mrinal Dutta, Lavanya Thirugnanam, Pham Van Trinh and Naoki Fukata
    • 学会等名
      Nanowire 2015
    • 発表場所
      Barcelona(Spain)
    • 年月日
      2015-10-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hybrid Nanoimprint SiNW-based Solar cell Fabrication with Efficiency Enhancement by Hydrogen Annealing2015

    • 著者名/発表者名
      Wipakorn Jevasuwan, Kiyomi Nakajima, Yoshimasa Sugimoto and Naoki Fukata
    • 学会等名
      SSDM 2015
    • 発表場所
      Hokkaido (Japan)
    • 年月日
      2015-09-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Siナノ構造太陽電池2015

    • 著者名/発表者名
      深田直樹
    • 学会等名
      第26回シリサイド系半導体研究会
    • 発表場所
      ウィルあいち(愛知県)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Solid Phase Epitaxy of Si Film on poly-Si Seed Layer formed by Aluminum-induced Crystallization2015

    • 著者名/発表者名
      Joko Suwardy, Wipakorn Jevasuwan, Kaoru Toko, Takashi Suemasu, Naoki Fukata
    • 学会等名
      秋季第75回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Nanoimprint SiNW-based Solar Cells fabrication and p-matrix coverage optimization2015

    • 著者名/発表者名
      ジェバスワン ウィパコーン, 中島清美, 杉本喜正, 深田 直樹
    • 学会等名
      秋季第75回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Silicon Nanowire Solar Cells by Metal Catalyzed Electroless Etching in HF Solution2015

    • 著者名/発表者名
      Junyi Chen, Wipakorn Jevasuwan, Naoki Fukata
    • 学会等名
      秋季第75回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Fabrication of Si Nanowire-based Solar Cells2015

    • 著者名/発表者名
      Wipakorn Jevasuwan, Kiyomi Nakajima, Yoshimasa Sugimoto, and Naoki Fukata
    • 学会等名
      WCAM 2015
    • 発表場所
      Chongqing (China)
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 表面改質技術を用いた無機有機太陽電池の開発2015

    • 著者名/発表者名
      菅野 裕希,佐藤 慶介,深田 直樹,平栗 健二
    • 学会等名
      春季第62回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] H2 Annealing for Improving of Si Nanowire-based Solar Cells2015

    • 著者名/発表者名
      ジェバスワン ウィパコーン, 中島清美, 杉本喜正, 深田 直樹
    • 学会等名
      春季第62回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Formation of polycrystalline Silicon Layer on Quartz substrate by Aluminum-induced Crystallization2015

    • 著者名/発表者名
      Joko Suwardy, Wipakorn Jevasuwan, Kaoru Toko, Takashi Suemasu, Naoki Fukata
    • 学会等名
      春季第62回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Doping and characterization of impurity atoms in Si and Ge nanowires2014

    • 著者名/発表者名
      N. Fukata
    • 学会等名
      3.Advancement of Group IV Nanostructures Nanophotonics and Nanoelectronics
    • 発表場所
      Kobe (Japan)
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Impurity doping in silicon and germanium nanowires2014

    • 著者名/発表者名
      N. Fukata
    • 学会等名
      2.Eighteenth International School on Quantum Electronics: "Laser Physics and Applications"
    • 発表場所
      Sozopol (Bulgaria)
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-10-03
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CELL PERFORMANCES OF LENGTH-TUNABLE SILICON NANOWIRE/POLYMER HYBRID SOLAR CELLS2014

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Sato, Mrinal Dutta, and N. Fukata,
    • 学会等名
      SIXTEENTH ANNUAL CONFERENCEYUCOMAT 2014
    • 発表場所
      Herceg Novi (Montenegro)
    • 年月日
      2014-09-01 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://samurai.nims.go.jp/FUKATA_Naoki-j.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] NIMS Researchers Database

    • URL

      http://samurai.nims.go.jp/FUKATA_Naoki-j.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] 分子終端シリコンナノ粒子を利用した太陽電池2015

    • 発明者名
      深田直樹、ダッタムリナル
    • 権利者名
      NIMS
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-05-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] シリコン表面パッシベーション方法及び表面パッシベーション処理されたシリコン2014

    • 発明者名
      深田直樹、ダッタムリナル
    • 権利者名
      国立研究開発法人物質・材料研究機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-198340
    • 出願年月日
      2014-09-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-05-10  

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