量子ドット増感型次世代超高効率太陽電池用材料の創製

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360346
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 公益財団法人電磁材料研究所 (2011); 財団法人電気磁気材料研究所 (2009-2010)
• 研究代表者: 阿部 世嗣 公益財団法人電磁材料研究所, 光材料グループ, 主席研究員 (20202666)
• 研究分担者: 大沼 正人 独立行政法人物質・材料研究機構, 量子ビームセンター, 主席研究員 (90354208)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 複合造薄膜 / 量子サイズ効果 / 太陽電池 / ナノ粒子 / 無機

研究概要

本研究課題では,量子ドット増感型太陽電池用材料として,半導体ナノ粒子と酸化物(またはセレン化物)から構成されるナノ複相薄膜材料の創製を目的とした.その結果, Ge/Nb_2O_5およびPbSe/ZnSe薄膜を提案し,一括して成膜された当該薄膜は良好に相分離し,半導体ナノ粒子の量子サイズ効果による可視光吸収性を発現する.また, Si基板上に成膜されたPbSe/ZnSeナノ複相薄膜は光電変換機能を発現し, PbSe濃度の減少と共に分光感度領域が可視光領域に拡張することを明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] One-step synthesis of PbSe-ZnSe composite thin film (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Abe
  • 雑誌名: Nanoscale Res. Lett 巻: 6 ページ: 324, 1-6
  • DOI: DOI:10.1186/1556-276X-6-324
  • 査読あり
• [雑誌論文] Compositional optimization of magnetite thin films prepared by rf sputtering from a composite target of wustite and Ge (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, D. H. Ping, S. Nakamura, M. Ohnuma, and S. Ohnuma
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: 526 ページ: 106-109
  • DOI: DOI:10.1016/j.tsf.2011.06.058
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective Product of Magnetite through Addition of Small Amount of Metal Element (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, D. H. Ping, M. Ohnuma, and S. Ohnuma
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 50 ページ: 063002, 1-6
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.50.063002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Size control of nanocrystalline magnetite thin films containing a small amount of Ge (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, D. H. Ping, M. Ohnuma, and S. Ohnuma
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: 518 ページ: 5690-5693
  • DOI: DOI:10.1016/j.tsf.2010.04.070
  • 査読あり
• [雑誌論文] Compositional optimization of PbCaSSe in PbCaSSe/PbS/PbCaSSe DH structure (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, M. Kuwabara, H. Kan, and K. Masumoto
  • 雑誌名: Phys. Proceedia 巻: 48 ページ: 081605, 1-3
  • DOI: DOI:10.1016/j.phpro.2010.01.193
  • 査読あり
• [雑誌論文] InSb/Al-O nanogranulars thin films prepared by rf sputtering (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Usui, S. Abe, and S. Ohnums
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Solid 巻: 113 ページ: 20589, 1-4
  • DOI: DOI:10.1021/jp906051b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solubility Range and Energy Band Gap of Powder-Synthesized Ti_1_xGe_xO_2 Solid Solution (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Abe
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 48 ページ: 081605
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.48.081605
  • 査読あり
• [学会発表] PbSe/ZnSeナノ複相構造薄膜の光電特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 阿部世嗣,星信夫,佐藤幸博
  • 学会等名: 日本金属学会春期大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] スパッタリング法による可視光吸収性Ge/Nb_2O_5薄膜の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 阿部世嗣,星信夫,佐藤幸博
  • 学会等名: 日本金属学会春期大会
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] Ge添加により作製したMagnetiteおよびCoによる複合構造薄膜の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 阿部世嗣,星信夫,佐藤幸博,大沼繁弘
  • 学会等名: 金属学会春期大会
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] Nb-Ge-O複合構造薄膜におけるNb_2O_5相の選択生成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 阿部世嗣,星信夫,佐藤幸博
  • 学会等名: 日本金属学会秋期大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-11-09
• [学会発表] One step physical synthesis of PbSe/ZnSe Composite Film containing semiconductor nanocrystals (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Abe
  • 学会等名: 1^<th> nano S & T conference
  • 発表場所: Dalian, China
  • 年月日: 2011-10-26
• [学会発表] Preparation of PbSe/ZnSe Composite Films by Simultaneous Hot-wall Deposition (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Abe
  • 学会等名: 5^<th> International Conference on Surfaces, Coatings, and Nanostructured Materials(NANOSMAT-5)
  • 発表場所: Reims, France
  • 年月日: 2010-10-19
• [学会発表] Magnetite thin films containing a small amount of metal element (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, D. H. Ping, S. Nakamura, M. Ohnuma, and S. Ohnuma
  • 学会等名: 5^<th> International Conference on Surfaces, Coatings, and Nanostructured Materials(NANOSMAT-5)
  • 発表場所: Reims, France
  • 年月日: 2010-10-19
• [学会発表] WustiteターゲットによるGe添加Magnetite薄膜の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 阿部世嗣,大沼繁弘
  • 学会等名: 日本金属学会春期大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] Magnetite薄膜の作製における添加元素の効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 阿部世嗣,大沼繁弘
  • 学会等名: 日本金属学会秋期大会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] Hematiteターゲットを用いたGe添加Magnetite薄膜の作製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 阿部世嗣,大沼繁弘
  • 学会等名: 日本金属学会秋期大会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] Compositional optimization of PbCaSSe on PbCaSSe/PbS/PbCaSSe DH structure (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, M. Kuwabara, H. Kan, and K. Masumoto
  • 学会等名: 14^<th> Int. conf. on narrow gap semiconductors and systems(NGS^2-14)
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2009-07-16
• [図書] Solar cell-New Aspects and solutions (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Abe
  • 総ページ数: 511
  • 出版者: Intech
• [備考]
  • URL: http://www.denjiken.or.jp
• [産業財産権] 半導体ナノ複合構造薄膜材料およびその製造方法 (2011)
  • 発明者名: 阿部世嗣
  • 権利者名: 公益財団法人電磁材料研究所
  • 産業財産権番号: 特許権、特願2011-06537
  • 出願年月日: 2011-03-24
• [産業財産権] 半導体ナノ複合構造薄膜材料およ26びその製造方法 (2010)
  • 発明者名: 阿部世嗣
  • 権利者名: 公益財団法人電磁材料研究所
  • 産業財産権番号: 特許権、特願2010-71838
  • 出願年月日: 2010-03-26