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研究テ-マ

CIS太陽電池の高効率化技術の研究

光吸収層に用いるCu-In-Ga-S-Seの5元系で存在する化合物や固溶体の結晶構造、電子構造、結晶欠陥に関して従来の二つの化合物を結ぶ線上での理解から、三つの化合物を考慮した面上での理解に拡張します。たとえば、従来のCuInSe2-In2Se3の擬二元系にCuGaSe2を加えて(1-y)Cu(In1-xGax)Se2-y(In1-xGax)2Se3系でx(=Ga/(In+Ga))とy(=Cu/(In+Ga))を変化させます。さらには、それら光吸収層とバッファ-層やCIS光吸収層とMo裏面電極との相互作用についても検討します。

P型透明導電膜の開発とタンデム型太陽電池への応用

我々が開発したBaCuSeF系p型透明導電膜を基礎にして、 p型BaCuSeF膜とITO等のn型透明導電膜と複合膜の作製してトンネル接合を作製します。トンネル接合の高性能化についても行う予定です。作製したトンネル接合複合膜をペロブスカイト太陽電池や、CdTe太陽電池やCIS太陽電池等の化合物薄膜太陽電池の裏面電極に応用して、モノリシックタンデム型太陽電池につなげます。

非鉛圧電薄膜およびセラミックスの研究開発

現在用いられている圧電材料PZTには鉛が含まれています。環境保護の観点から有毒な鉛を用いない新材料の開発が望まれています。「グリ-ンケミストリ-」の具現化の1つとして非鉛系圧電材料の開発に取り組んでいます。改良固相法を用いることで従来焼結が困難であったKNbO3や(Na0.5K0.5)NbO3の常圧焼結に成功し、圧電定数d33=350 pC/Nを達成しています。また得られた高密度焼結体を用いてパルスレ-ザ-デポジション(PLD)法により、SrTiO3やMgO等の基板上に高品質薄膜を形成し、マイクロマシンへの応用を目指しています。下の図は共焦点レ-ザ-顕微鏡で観察したNaNbO3薄膜のドメイン構造です。

計算科学を用いた材料研究とその応用

第一原理計算を用いて、各種材料の電子構造や熱力学デ-タを計算で求め、それらの結果を実験結果と融合させ、材料開発に活用しています。実験研究者の立場での計算科学手法を活用の拡大に取り組んでいます。