高温素材プロセッシング（1）

[PY-83] 可視光による水の光電気化学分解 ― Cu_２O薄膜の開発

○李 偉¹、太田 能生¹、北山 幹人¹ (1. 福岡工業大学)

キーワード：酸化銅（Ⅰ）、高温酸化法、太陽電池

Cu_２Oは自然界に豊富に存在し、無毒且つ安価であることに加え、2.2 eVのバンドギャップを有する直接遷移半導体であるため、太陽光発電用途に精力的に検討されてきた。AM1の照射条件で理論上20％の光電変換効率が予想されているが、n-type Cu_２Oの製造が困難であることに加え、Cu_２O表面は化学的に不安定であり、上記の変換効率の実現は困難であった。

これまで、Cu_２O薄膜作製には、湿式化学法、高温酸化法、電気化学法等が検討されてきた。太陽光発電用途では、十分に低い抵抗率を有することが必須であるが、湿式化学法で作製した薄膜の抵抗率は10³ Ω・cmオーダーと極めて高いことが判った。一方、高温酸化法によって作製したCu_２O薄膜は、上記より一桁以上抵抗率を下げることが可能であることが分かった。また、既報の作製条件ではCu_２O薄膜を作製することが困難であることが判明したため、本研究ではCu_２O薄膜生成の最適条件を再検討した。抵抗率をさらに下げるため、Naドーピングの検討も実施した。最終的に、抵抗率を制御したCu_２O薄膜を用いたBiVO₄／Cu_２Oヘテロジャンクション太陽電池、或いは、水の光電気分解システムの開発を行うことが、本研究の目標である。