| 研究課題/領域番号 |
07458106
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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 |
エネルギー学一般・原子力学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
中戸 義禮 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (70029502)
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| 研究分担者 |
八重 真治 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (00239716)
小林 光 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教授 (90195800)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1996
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| キーワード | 多結晶シリコン / ポーラスシリコン / 金属超微粒子 / 電解析出 / 溶融塩 / 電流振動 / 太陽電池 / 接合 |
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| 研究概要 |
新しい電気化学的方法で良質な多結晶シリコン(Si)薄膜を製造し、これを用いて新型の高効率・低コストな太陽電池を作製することを目的に研究を行った。単結晶Si板または多結晶ニッケル(Ni)板を陰極(基板)とし、これをLiCl-KCl溶融塩電解質(450°C)中に浸し、四塩化ケイ素(SiCl_4)をセル中に吹き込むという方法で、多結晶Si薄膜の析出を試みた。この結果、数μm以上の粒径の多結晶Si薄膜が析出することが走査電子顕微鏡およびX線光電子分光法により確認された。ただし、SiCl_4がこの溶融塩にほとんど不溶なため、陰極上の溶融塩のメニスカスの上端部にのみ不均一に析出物が生じるという問題が生じた。これを解決するため、種々の方法を検討し、最終的には、有機系の溶融塩(塩化ノルマルブチルピリジニウム)を電解質に使用することにより、十分な量のSiCl_4が溶解することが判明し、また、Al/Sl^<3+>電極を参照極として+0.1V vs. SCE付近から還元電流が流れ、Siが析出することが確認された。Si析出反応の機構についても詳しい研究を行った。まず、SiCl_4が-0.5V vs. Ag/AgClより負の電位でSiに還元されることを明らかにした。次に単結晶Si電極上へのSiの析出実験において、還元電流に顕著な振動現象が観測されることを見いだした。この機構を検討した結果、この振動がSiCl_4の還元的付加に伴う電極表面の化学構造の変化、すなわち、溶融塩/電極界面の界面張力の変化によってメニスカスの高さが変化することにより生じることを明らかにした。新しい接合法の開拓についても検討した。単結晶Siウエーハのほか、多結晶Siウエーハを用いて、白金超微粒子(Bredig法白金コロイド)を施す方法、および、ポーラスシリコンを利用する方法を検討し、金属微粒子を用いる方法が多結晶Si薄膜にも適用できる見通しを得た。
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