発電する窓ガラス：ナノ粒子塗布による完全透明p-n接合デバイスのオンデマンド製造

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K22096
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 蟹江 澄志 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (60302767)
• 研究期間 (年度): 2019-06-28 – 2022-03-31
• キーワード: ナノ粒子 / 透明導電性酸化物 / p-型半導体 / 液相合成 / p-n接合 / 透明デバイス

研究成果の概要

ITOは，電子がキャリアとなる n-型の透明導電性金属酸化物(TCO)である．一方，ホールがキャリアとなるp-型のTCOに注目が集まりつつある．本研究では，世界に先駆けてp-型TCOナノ粒子の厳密サイズ・形態制御液相合成法を開発し，低抵抗かつ高透明性を両立するp-型TCO ナノインクの調製に取り組んだ．その結果，キャリア特性については，さらなる抵抗値の低減が必要不可欠であることが示された．n-型TCOについては，薄膜作成法および性能向上に取り組み，実用的な性能を示すナノ材料を開発することに成功した．

自由記述の分野

材料化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

ITOは薄膜テレビ，パソコン，モバイル機器などに欠かすことができないTCOであり，スパッタ成膜法により調製されている．本研究の遂行により，ナノ粒子塗布により高性能なITO薄膜が常温・大気圧下において調製できることが示されたことは意義深い．この手法をホールがキャリアとなるp-型TCOに適用する事ができれば，完全透明p-n接合デバイスの創製となり，電池分野なのでの活用が期待される．本研究では，p-型半導体特性を示すナノ粒子の開発に成功した．さらなる低抵抗化を継続することで，実用化が見込まれる材料を見いだせたことは，高い学術的・社会的意義を有すると考えている．