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1994 年度 研究成果報告書概要

表面プラズモン励起を用いた新しいタイプの高効率光電子素子に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 04452095
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 応用物性
研究機関神戸大学

研究代表者

林 真至  神戸大学, 工学部, 助教授 (50107348)

研究分担者 柳 久雄  神戸大学, 工学部, 助手 (00220179)
研究期間 (年度) 1992 – 1994
キーワード太陽電池 / 有機薄膜 / 光電変換 / 表面プラズモン / 超微粒子 / 超薄膜
研究概要

一般に、金属表面には表面プラズモンポラリトン(Surface Plasmon Polariton,SPP)が存在する。このSPPに付随する電磁場は、表面から遠ざかるに従って振幅が減衰し、表面に沿っては平面波として伝播するという表面波の性質をもっている。SPPが励起されると、金属表面近傍に非常に強い電磁場が誘起され、種々の増強現象が期待される。本研究では、このような増強現象を光電変換素子の効率向上に応用することを試みた。光電変換媒体としては、薄膜としての機能性の高さから有機薄膜を用い、SPP励起による効率向上の面および、有機薄膜そのものの光電物性の改善の両面から研究を進めた。通常の全反射減衰法によるSPP励起の実験では、有機薄膜太陽電池の変換効率が、SPPを励起しない場合に比較して8倍にも増大することが実証できた。さらに、銀超微粒子層を使った新しいSPP励起の方法を提案し、実際にこの方法でSPP励起が可能なことを示した。この新しいSPP励起法では、銀超微粒子の局在型表面プラズモンと金属表面上の伝播型表面プラズモンの相互作用によりSPP励起が可能になったと考えられる。種々の有機薄膜および素子構造に対して、光電変換特性を測定することにより、有機薄膜の微視的構造を始めとして、高効率光電変換素子を実現するうえでの重要なパラメーターを知ることができた。以上の様な成果は、実用に耐え得る高効率有機薄膜光電子素子の設計に対して、重要な指針となるであろう。

  • 研究成果

    (18件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (18件)

  • [文献書誌] T.Kume: "Enhancement of Photoelectric Conversion Efficiency in Copper Phthalocyanine Solar Cellby Sunface Plasmon" Japanese Journal of Applied Physics. 32. 3486-3492 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] S.Hayashi: "Light Emssion from Cermet Films Containing Silver and Gold Fine Particls Incluced by Tunneling Current" Solid State Communications. 89. 563-567 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Kume: "Interaction between Localized and Propagating Surbace Plasmons:Ag Fine Particles on Al Surface" Superlattices and Microstructures22GD03:15. 459-462 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] H.Yanagi: "Electrical and Photoconcluctive Properties of Orientation Controlled Chloraluminium Phthalocyanine Thin Films" Journal of Applied Pluysics. 75. 2061-2068 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] H.Yanagi: "An Optimal Design of Photovoltaic Properties of Two Layer Organic Sollar Cells Using Phthalocyanine" Molecular Crystals and Liquid Crystals. in press

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 柳 久雄: "フタロシアニン/n-シリエンヘテロ接合太陽電池の光電変換物性" 電子情報通信学会技術研究報告. 94-4. 13-18 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] H.Yanagi: "Improved Photovoltaic Propenties for Au/AlPcCl/n-Si Solan Cells with Morphology-controlled Al PcCl Deposition" Journal of Applied Pluysics. 75. 568-576 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Kume: "Interaction between Localiged and Propagating Sunface Plasmons:Ag Fine Particles on Al Surface" Solid State Communications. 93. 171-175 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Kume: "Atienuated Total Reflection Spectroscopy of Ag-SiO_2 Conposite Films21GC09:Thin Solid Films" (to be published).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Tetsuji Kume, Shinji Hayashi and Keiichi Yamamoto: "Enhancement of Photeolectric Conversion Efficiency in Copper Phthalocyanine Solar Cell by Surface Plasmon Excitaion" Jpn.J.Appl.Phys.32. 3486-92 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Shinji Hayashi, Akira Kato and Keiichi Yamamoto: "Light Emission from Cermet Films Containing Silver and Gold Fine Particles Induced by Tunneling Current" Solid State Commun. 89. 563-7 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Tetsuji Kume, Naoyoshi Nakagawa, Shinji Hayashi and Keiichi Yamamoto: "Interaction Between Localized and Propagating Surface Plasmons : Ag Fine Particles on A1 Surface" Superlattices and Microstructures. 15. 459-62 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Hisao Yanagi, Miwa Imamura and Michio Ashida: "Electrical and Photoconductive Properties of Orientation-Controlled Chloroaluminium Phthalocyanine Thin Films" J.Appl.Phys.75. 2061-8 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Hisao Yanagi, Nobumasa Tamura, Shinichi Taira, Hiroyuki Furuta, Shinya Douko, Gunter Schnurpfeil and D.Wohrle: "An Optimal Design for Photovoltaic Properties of Two-Layr Organic Solar Cells Using Phthalocyanine and Perylene Derivatives" Mol.Cryst.Liq.Cryst. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Hisao Yanagi, Hidenori Kataura, Atsushi Hashiba, Yasuhiko Ueda: "Optoelectronic Properties of Phtalocyanine/n-Si Hetero-junction Solar Cells" IEICE Techinical Reports. OME94-24 (in japanese). 13-18 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Hisao Yanagi, Hidenori Kataura and Yasuhiko Ueda: "Improved Photovoltaic Properties for Au/A1PcC1/n-Si Solar Cells with Morphology-controlled A1PcC1 Deposition" J.Appl.Phys.75. 568-76 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Tetsuji Kume, Naoyoshi Nakagawa, Shinji Hayashi and Keiichi Yamamoto: "Interaction Between Localized and Propagating Surface Plasmons : Ag Fine Particles on A1 Surface" Solid State Commun. 93. 171-5 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Tetsuji Kume, Teruhiko Amano, Shinji Hayashi and Keiichi Yamamoto: "Attenuated Total Reflection Spectroscopy of Ag-SiO_2 Composite Films" Thin Solid Films. (to be published).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 1996-04-15  

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