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表面ナノ構造を有する可視応答TiO2/p-InGaNヘテロ接合光電極の還元力評価

表面纳米结构可见光响应TiO2/p-InGaN异质结光电极还原能力评价

基本信息

批准号：
20510101
负责人：
小林直樹
金额：
$ 3.08万
依托单位：
The University of Electro-Communications
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20510101/
关键词：
水の光分解水素エネルギー半導体光電極窒化物半導体 GaN InGaN

项目摘要

これまでGaN系半導体電極の還元力を定量的に評価し光照射水分解効率との関係を明らかにすることを目的として、フラットバンドポテンシャル測定による水素発生redox準位と半導体電極の伝導帯端のエネルギー位置関係を定量的に求めてきた。さらに電解液中の光電流スペクトル測定やサイクリックボルタンメトリー測定から、GaN系半導体電極やTiO2/p-GaNヘテロ接合電極から電解液に自発的に電子が注入されることを確認してきた。今年度に関しては、1、水分解効率を上げるためにGaN電極表面をエッチングでナノ構造化したときにあらわれるGa極性面とN極性面の伝導帯端エネルギーの違いを測定し、Ga極性面がN極性面に比べ約0.3eV高いことを明らかにした。2、ガスクロマトグラフィーを用いGaN系半導体電極による光照射水分解水素発生を定量的に測定することを進め、p-GaN半導体電極に-2Vバイアス、pH10の塩基性電解液の条件下で、365nm光を照射することで水素発生量子効率として約10%を得た。酸性条件下では水素発生量子効率は減少し、その機構としてp-GaNのアクセプター不純物であるMgの水素パッシベーションによると考えた。これは既に報告している酸性条件下でのp-GaN水素発生によるPL強度変化、正孔濃度変化の結果からも支持される。今後エッチングにより表面をナノ構造化したp-GaN電極やTiO2/p-GaNヘテロ接合電極による水分解水素発生効率を測定し、表面ナノ構造の効果を検証していく。3、GaN表面のエッチングやTiO2/GaNヘテロ接合による表面をナノ構造化した電極の応用例として色素増感太陽電池への適用を考案し、特許化した。

The amount of water in GaN is determined by the use of semi-conductor electronics. the water solubility is determined by photoluminescence. The water content is determined by the determination of water. The preparation of redox is based on the calibration of hemispherical electronics. the position of the terminal device is measured by the temperature sensor. The photovoltaic current in the thermal solution is used to determine the thermal stability of the photovoltaic solution. The photovoltaic device of the GaN series semi-conductor is used to connect the TiO2/p-GaN electrodes of the solar cell. The self-generated solar cell is injected into the solar cell to confirm the thermal stability. This year, the water hydrolysis rate is higher than that of the GaN cathode. This year, the water hydrolysis rate of the GaN cathode is higher than that of the 0.3eV electrodes. This year, the water hydrolysis rate is higher than that of the 0.3eV electrodes. 2. Under the conditions of GaN hemispheric electrodes, p-GaN hemispheric electrodes-2V, 365nm and 365nm, the quantum yield of hydrolysate is about 10%. Under acidic conditions, the quantum production rate of water is very low, and the mechanism is responsible for the determination of water content. Under acidic conditions, there is a significant increase in the quantum production rate of water under acidic conditions. under acidic conditions, the quantum production rate of water is lower than that of p-GaN in acidic conditions. The results show that the p-GaN water content increases the PL strength and the positive hole temperature under acidic conditions. In the future, the surface structure of the p-GaN cathode TiO2/p-GaN junction electrode has been used to determine the growth rate of water hydrolysates, and the results have been analyzed. 3. The surface of GaN is sensitive to TiO2/GaN joint. The surface structure of the surface is made up of electrical active devices. The use case is sensitive to pigment.