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p型二酸化チタンを用いた色素増感型太陽電池の開発

使用p型二氧化钛开发染料敏化太阳能电池

基本信息

批准号：
06F06560
负责人：
笠井淳平
金额：
$ 0.7万
依托单位：
Kanagawa Academy of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

環境負荷や変換効率の観点からTiO_2薄膜を用いた色素増感太陽電池(DSSCs)が注目されている。現在のDSSCsはその寿命が内部電解液や封止の劣化に左右され十分でない。本研究では「透明電極・光感受部・正孔伝導部をTiO_2で一元化した全固体DSSCs構造を作成する」ことで電解液を不要とすることを目指した。具体的には(1)TiO_2べースの透明導電体に関する研究と(2)p型TiO_2の開発およびp-nホモ接合の作成を試みた。本年度は、(2)についてアナターゼ型TiO_2にNをドープしてバンド構造を制御することでp型伝導の実現を試みた。これまで、TiN薄膜のアニールや溶液反応によるNドープTiO_2薄膜の作製が多数報告されているが、得られる薄膜はルチル型とアナターゼ型の混相であり、ドープ量も低濃度であった。そこで、高濃度のNドープに有効な手法と期待される単結晶基板上へのパルスレーザー堆積法(PLD法)に注目した。PLD法を用いたNドープTiO_2の成長では、窒素の供給源としてN_2やNOなどの気体が用いられてきた。本研究では、酸素雰囲気化でTiNターゲットをレーザーアブレーションし、固体からNを供給することを着想した。X線回折と反射高速電子線回折により、TiNターゲットのアブレーション前にTiO_2ターゲットを用いて酸化物基板上に1ユニットセルのシード層をあらかじめ成長することで、アナターゼ型NドープTiO_2がlayer-by-layerでエピタキシャル成長することを明らかにした。さらに、X線光電子分光により、本手法によって15atom%という非常に高濃度のNがドープ可能であることを見出した。作製した薄膜は予想に反してn型半導体であったが、バンド構造変化に伴う可視光吸収の増大が見られた。ここから、本手法により作製したNドープTiO_2薄膜は可視光応答型の光触媒として有望であると期待される。

The environmental pollution rate is very high, and the TiO_2 film is sensitive to pigment. The DSSCs cell pays close attention to the temperature. At present, in the DSSCs life cycle, the internal solution is very sensitive to the deterioration. In this study, the positive hole of the transparent cathode photoreceptor part, the TiO_2 device, the all-solid DSSCs system, the whole solid-state DSSCs system, the transparent cathode photoreceptor part, the positive hole part of the transparent cathode photoreceptor part, the positive hole part of the transparent cathode photoreceptor part, the all-solid DSSCs system, the transparent cathode photoreceptor part, the positive hole part of the transparent cathode photoreceptor part, the positive hole part of the transparent cathode photoreceptor part, the all-solid state of the whole solid state device. Specific TiO_2 (1) transparent conductor (2) p-type TiO_2 start-up test (1) transparent conductor test (2) start-up test of p-type PUBG