| 研究課題/領域番号 |
62430002
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| 研究種目 |
一般研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
物理化学一般
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
坪村 宏 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (20029367)
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| 研究分担者 |
小林 光 大阪大学, 基礎工学部, 助手 (90195800)
中戸 義禮 大阪大学, 基礎工学部, 助教授 (70029502)
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| 研究期間 (年度) |
1987 – 1989
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| キーワード | アモルファスシリコン / 太陽電池 / プラズマCVD法 / 光電気化学 / 金属微粒子 / 酸化物薄膜 / 半導体電極 / 水素発生 |
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| 研究概要 |
本研究はアモルファスシリコン(a-Si)および関連する半導体(結晶Si、a-SiCなど)を用いて、太陽光により水を分解し、太陽エネルギ-を化学エネルギ-に効率よく変換する新しい型の太陽電池を開発することを目的とした。まず、a-Si半導体電極を用いる水の光分解について、p-i-n接合をもつa-Si太陽電池では開回路光電圧(V_<oc>)が0.8V程度しかなく、水の電解に必要な電圧(約1.8V)に及ばないため、a-Si太陽電池の光起電力が直列に加算されるように積層・タンデム構造とした新型の電極を作製し、この積層型電極に内在する問題点、特に層界画に生じる逆起電力について詳しく調べ、効率向上を計った。水溶液/白金薄膜/n-i-p a-Si/n-i-p a-Si/n-a-Si-p-結晶Si/インジウム・ガリウム合金(オ-ミック接触用)という構造をもつa-Si電極を用いて、太陽光のみによる水の持続的な分解に成功し、太陽エネルギ-の化学エネルギ-への変換効率3%を得た。これは、可視光(太陽光)による効率の良い水分解としては世界で初めてのものである。上述の研究と平行して、我々が最近見付けた、数ナノメ-トル(nm)の幅の超微細な金属アイランドをつけた半導体を用いる新型の太陽電池についても研究した。結晶Si半導体の上に超微細な白金アイランドをできるだけ大きさをそろえ、かつ。均一につける新しい方法として、イオンクラスタ-ビ-ム蒸着法を用いる方法、白金コロイド溶液を滴下・付着する方法、電着法などを検討し、これを用いて湿式太陽電池ならびに固体太陽電池を作製し、光電特性を調べた。結晶Siを用いる湿式太陽電池ではV_<oc>0.64 -0.68V、太陽エネルギ-変換効率11-14%、固体太陽電池ではV_<oc> 0.60V、変換効率10%を得た。0.68VというV_<oc>の値は、従来のp-n接合Si太陽電池のもの(0.59V)より非常に大きく、上記方式の利点をはっきりと示す。以上、本研究は初期の目標をほぼ達成することができた。
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