2015 Fiscal Year Annual Research Report
垂直配向CNTと低損失CNT-金属接合構造を用いた高効率太陽電池の開発
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25871026
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| Research Institution | Asahikawa National College of Technology |
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Principal Investigator |
中村 基訓 旭川工業高等専門学校, システム制御情報工学科, 准教授 (50435963)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | インクジェット塗布法 / ナノ粒子 / 垂直配向CNT / 太陽電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，インクジェット塗布法によりナノ粒子金属触媒を任意の基板上に塗布して垂直配向CNTを形成し，さらに新規に提案するCNT-金属接合構造を応用することで，CNT-Siヘテロ接合太陽電池のさらなる高効率化への可能性を探ることを目的としている．
最終年度である本年度は，IJ塗布法によるCNT密度を制御するため，金属触媒前の基板の前処理方法を検討した．複数種の分散溶媒を用いて作製した触媒インクに対し，酸化シリコン基板をフッ酸処理，アルカリ（NaOH）処理し，基板表面状態による金属触媒粒子の分散状態およびCNTの品質について評価した．溶媒種によって粒子の分散状態やCNTの品質（ラマン分光によるG/D比）に最適な条件があることを見出した．
また，CNT-金属接合についてエンドコンタクト構造を有したCNT-Siヘテロ接合太陽電池を試作に成功し，効率は低いながらも発電していることが確認できた．ただし，光活性領域の面積を把握することが困難なため，エンドコンタクトによる効率改善効果を正確には算出できていない．本提案のCNT-金属接合構造を応用して作製したCNTトランジスタの電流電圧特性においては改善が見られていることから，太陽電池においても同様の効果が期待できると考えている．
本研究における成果は以下のようにまとめられる．(1)インクジェット塗布法で固定化したナノ粒子金属を触媒として，垂直配向CNTの形成に成功した．(2)さらにインクジェット法の特徴を活かし，CNTの直径分布制御，CNTの品質制御，CNTの密度制御を可能にした．(3)CNT-金属接合においてエンドコンタクト構造を有したCNT-Siヘテロ接合太陽電池の試作に成功し，発電を確認できた．以上の結果から，垂直配向CNTとエンドコンタクトプロセスの安定的な最適条件が得られれば，CNT-Si太陽電池のさらなる高効率化が実現可能となる．
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