電気化学堆積による酸化鉄pn接合太陽電池の作製

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K04232
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分21050:電気電子材料工学関連
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 市村 正也 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30203110)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 酸化鉄 / 太陽電池 / 電気化学堆積

研究成果の概要

メッキの技術である電気化学堆積によって、酸化鉄薄膜太陽電池を作製した。赤サビ(酸化鉄)を材料とし、電気化学堆積という簡便な手法で作製することで、究極に安価な太陽電池作製を目指した。主な成果は以下の4点である。①FeSO4水溶液を用いた電気化学堆積によりFeOOH薄膜が得られ、それをアニールすると酸化鉄Fe2O3になった。②無添加酸化鉄はn型であり、CuSO4を溶液に加えることで伝導型はp型になった。③パルス電圧印加により銅添加膜の平坦性が向上し、銅の分布がより均一になった。④無添加薄膜と銅添加薄膜を積層し、pn接合太陽電池が作製できた。

自由記述の分野

半導体工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

無添加n型層と銅添加p型層からなる酸化鉄ホモ接合のpn接合ダイオードおよび太陽電池を初めて作製、報告したことは本研究の大きな成果と言える。酸化鉄という古い材料が、安価で豊富な新しい太陽電池材料として注目を浴びるきっかけになることを願う。しかし、作製した素子のエネルギー変換効率はまだきわめて低く、実用化にはさらなる画期的な改善策が必要である。この研究を今後も継続し、資源エネルギー問題の解決と地球温暖化防止に貢献したい。