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界面電子移動速度制御による半導体ヘテロナノ構造の構築

通过界面电子转移速率控制构建半导体异质纳米结构

基本信息

批准号：
21550133
负责人：
橘泰宏
金额：
$ 2.33万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21550133/
关键词：
半導体量子ドット電子移動反応ナノ界面太陽電池

项目摘要

本研究課題では、構造の精密制御された量子ドットと金属酸化物ナノ構造膜を組み合わせた量子ドット増感膜を作製し、その界面電荷移動反応機構の解明・制御を行うことによって、最適な界面ナノ構造を設計することを目的とした。まず、サイズの精密制御された硫化カドミウム量子ドットの合成を行った。その結果、2~5nmの範囲でサイズを自由に制御でき、しかもサイズの分散性を10%以下に抑えることに成功した。次に、合成されたCdS量子ドットを官能基を持つ直鎖有機分子を介して酸化チタン上に吸着させることを試みた。条件を最適化した結果、量子ドットの吸光度にほとんど変化がない状態で酸化チタン上に担持することに成功した。さらに、CdS量子ドット増感酸化チタン膜の電子移動特性を評価するために可視紫外吸収スペクトル測定装置並びに発光装置を用いて、電子移動効率の最大値を見積もった。その結果、どのサイズのCdS量子ドットを用いても、効率が80%以上であることを確認した。この高効率電子移動反応の評価の正当性を確かめるために、実際に増感型太陽電池を作製し、性能の変化を観測した。その結果、どのサイズの量子ドットを用いても、量子ドット増感膜の吸収スペクトルに類似した分光感度スペクトルを観測した。このことから、太陽電池性能はCdS量子ドットのサイズに依存せず、しかも初期の電荷分離効率によって決定されると示唆される。また、本実験から発光スペクトルを用いて電子移動効率を評価することが可能になり、簡便な測定法を確立することができた。

This research topic is about the precise control of quantum structure, metal oxide structure film assembly, quantum sensitive film fabrication, interface charge transfer reaction mechanism solution, control, design and optimization of interface structure. The precision control of sulfur compounds and the synthesis of sulfur compounds are discussed. The result is that the 2~5nm range is free to control, and the dispersion is less than 10%. Second, the synthesis of CdS quantum molecules, the functional groups, the direct locking of organic molecules, the acidification of organic molecules, the absorption of organic molecules, the absorption of organic molecules Conditions are optimized for results, quantum absorbance, and state of affairs. The maximum value of electron mobility of CdS quantum sensitive film was evaluated by using visible ultraviolet absorption measurement device and light emitting device. As a result, the CdS quantum dots are used in the middle, and the efficiency is more than 80%. The legitimacy of the evaluation of this high-efficiency electronic mobile inverter has been confirmed, and the actual manufacturing of enhanced sensing solar cells and the changes in performance have been observed. As a result, the absorption spectrum of the quantum sensor film is similar to that of the spectroscopic sensor. The performance of CdS solar cells depends on the initial charge separation efficiency. This article discusses the possibility of establishing a simple method for measuring electron mobility.