| 研究概要 |
本研究の目的は, アモルファスシリコン(aーSi)および関連化合物(aーSiGe,aーSiCなど)の電極を用いて, 太陽光により水を分解し, 太陽エネルギーを化学エネルギーに効率よく交換する新しい型の湿式太陽電池を開発することにある. この目的のもとに研究を進め, 本年度は次のような結果を得た. (1)金属(または金属酸化物)/pーiーnーpーiーn aーSi/金属(または金属酸化物)のような構造をもつ積層型aーSi電極に内在する問題点について考察した. この電極においてp層やn層に吸収された光はほとんど光電流に寄与せず, 薄い方が望ましい. しかし, p層またはn層と金属などとの界面の特性を検討した結果, いずれの界面にも電位障壁が存在し, このためp層またはn層を薄くしていくと, それらの層全体が空乏層化してしまい, 開回路光電圧(V_<oc>)が低下することがわかった. その対策として, p層との接触にはV_2O_5を, n層との接触にはTiO_xを用いると電位障壁が小さくなり, 高いV_<oc>が得やすくなることを見出した. (2)導体基板上にnーi接合aーSiを堆積して電極とし, この上に塩化白金酸の水素環元の方法で微小な白金アイランドを付けると, 固体pーiーn接合aーSi太陽電池に近いV_<oc>を発生することがわかった. (3)微小な金属アイランドを付けるために用いるイオン・クラスター・ビーム発生装置を備えた超高真空薄膜成長装置およびその付属品を設計して発注し, 予定通り購入した. この装置を用い, シリコン結品板上に白金の蒸着を行ない, 白金超薄膜の生成をX線光電子分光法により確認した. 今後, この白金薄膜の構造を調べ, 出来るだけ大きさのそろった極く微小な白金アイランドの作製をめざして実験する予定である. (4)超高真空下で窒素プラズマを利用して結晶Si表面を窒化する方法により, Si上に薄いシリコン窒化膜を生成できた. 今後, このようなシリコン窒化膜で被覆されたSi電極の特性や安定性を調べていく予定である.
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