JPS598031B2 - コウキデンリヨクソウチ - Google Patents
コウキデンリヨクソウチInfo
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- JPS598031B2 JPS598031B2 JP50159283A JP15928375A JPS598031B2 JP S598031 B2 JPS598031 B2 JP S598031B2 JP 50159283 A JP50159283 A JP 50159283A JP 15928375 A JP15928375 A JP 15928375A JP S598031 B2 JPS598031 B2 JP S598031B2
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- thin film
- semiconductor thin
- semiconductor
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Links
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Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光起電力装置、特に半導体と電解液との接触界
面における光起電力効果を利用した装置に関するもので
ある。
面における光起電力効果を利用した装置に関するもので
ある。
従来より）半導体と電解液との界面に形成される電位バ
リアが光起電力効果を有し、こわを利用して光起電力装
置を構成できることが知られている。
リアが光起電力効果を有し、こわを利用して光起電力装
置を構成できることが知られている。
第１図はその光起電力装置の構成の−伊１を示す。同図
において、光起電力装置１０の主４部は、電解液１の中
に設けた、たとえば半導体酸化チタンからなる半導体電
極２と、たとえば白金からなる金属電極３、およびこれ
ら電極２、３を結合する外部回路４からなる。この装置
において光５を上記半導体電極２に照射すると、この半
導体電極２と電解液との界面６に光起電力が発生する。
この光起電力装置を用いると、太陽光などを照射するこ
とによつて発生した起電力で、電解液中の水を電気分解
して水素を発生させる。ところが、この装置においては
、電極の構成上、光のエネルギー吸収率が低い上に、多
量の水素ガスを発生させようとすると、体積の大きな半
導体電極を必要とする。
において、光起電力装置１０の主４部は、電解液１の中
に設けた、たとえば半導体酸化チタンからなる半導体電
極２と、たとえば白金からなる金属電極３、およびこれ
ら電極２、３を結合する外部回路４からなる。この装置
において光５を上記半導体電極２に照射すると、この半
導体電極２と電解液との界面６に光起電力が発生する。
この光起電力装置を用いると、太陽光などを照射するこ
とによつて発生した起電力で、電解液中の水を電気分解
して水素を発生させる。ところが、この装置においては
、電極の構成上、光のエネルギー吸収率が低い上に、多
量の水素ガスを発生させようとすると、体積の大きな半
導体電極を必要とする。
本発明は、この種の装置にあつた上記問題点を解決し、
光電変換効率を高くすることを目的とするものであわ少
なくとも表面が導電性の透明支持基体と、この支持基体
の導電性表面上に形成さわた表面が粗面の半導体薄膜と
、上記半導体薄膜と接触する電解液とを有し、上記半導
体薄膜に光を照射することにより起電力を発生させるこ
とを特徴とする。
光電変換効率を高くすることを目的とするものであわ少
なくとも表面が導電性の透明支持基体と、この支持基体
の導電性表面上に形成さわた表面が粗面の半導体薄膜と
、上記半導体薄膜と接触する電解液とを有し、上記半導
体薄膜に光を照射することにより起電力を発生させるこ
とを特徴とする。
半導体薄膜材料としては、バンドギャップの広いものが
有用であわ、ＴｉＯ２、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＺｎＳｅ、Ｃ
ｄＳ、ＣｄＯ、ＣｄＳｅ、ＢＮ、ＡＩＮ、ＧａＮ、ＡＩ
Ｐ、ＧａＰおよびＳｉＣのうちの少なくとも１種が好ま
しいものである。
有用であわ、ＴｉＯ２、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＺｎＳｅ、Ｃ
ｄＳ、ＣｄＯ、ＣｄＳｅ、ＢＮ、ＡＩＮ、ＧａＮ、ＡＩ
Ｐ、ＧａＰおよびＳｉＣのうちの少なくとも１種が好ま
しいものである。
そして半導体薄膜の表面は粗◎灰態とし、電解液との接
触面積を大きくする。このようにすると、半導体薄膜と
電解液との接触抵抗が実効的に低下し、光起電力による
水の電気分解がより効果的に行なわれる。発明者らの実
験によれば、粗面の凹凸は約０．０１〜１μｍの範囲内
にあることが適当であることが好ましい。それが１μｍ
より大きいと、表面を粗にしたことによる効果が乏しく
、また０．０１μｍより小さいと、半導体薄膜が不連続
なものとなヤやすく、実用的でない。表面が導電性の支
持基体としては、ガラスなどの透明基板上にＳｎ０！、
Ｉｎ２０３、Ｂｉ２Ｏ３またはこれらの化合物の透明導
電性薄膜を形成したものを使用するのが、実際的である
。すなわち、この支持基体を使用すれば、透明基板の背
面側から光を照射することによシ、光はあまシ減衰され
ずに半導体薄膜と電解液との界面に達し、光起電力が効
率よく発生することになる。支持基体および半導体薄膜
の製造方法としては、たとえばスパツタリング法を使用
する。
触面積を大きくする。このようにすると、半導体薄膜と
電解液との接触抵抗が実効的に低下し、光起電力による
水の電気分解がより効果的に行なわれる。発明者らの実
験によれば、粗面の凹凸は約０．０１〜１μｍの範囲内
にあることが適当であることが好ましい。それが１μｍ
より大きいと、表面を粗にしたことによる効果が乏しく
、また０．０１μｍより小さいと、半導体薄膜が不連続
なものとなヤやすく、実用的でない。表面が導電性の支
持基体としては、ガラスなどの透明基板上にＳｎ０！、
Ｉｎ２０３、Ｂｉ２Ｏ３またはこれらの化合物の透明導
電性薄膜を形成したものを使用するのが、実際的である
。すなわち、この支持基体を使用すれば、透明基板の背
面側から光を照射することによシ、光はあまシ減衰され
ずに半導体薄膜と電解液との界面に達し、光起電力が効
率よく発生することになる。支持基体および半導体薄膜
の製造方法としては、たとえばスパツタリング法を使用
する。
すなわち、ガラス基板などの上に、透明導電性薄膜と半
導体薄膜とを順次スバツタして形成する。
導体薄膜とを順次スバツタして形成する。
半導体薄膜表面の粗面化は、基板に粗面加工したものを
使用し、その上にスパツタすることによるか、あるいは
平滑な導電性表面に斜め蒸着法で半導体薄膜を形成する
方法によれば容易に達成することができる。さらに、た
とえば酸化物の半導体薄膜を形成する場合には、１００
０ガウス以上の高磁界を使用するマグネトロン型スパツ
タ装置で１０−３〜１０−４Ｔ０ｒｒの純酸素中におい
て金属をスパツタすることにより、表面が粗の酸化物薄
膜とすることができる。以下、本発明にかかる光起力装
置の一実施例について、第２図を用いて説明する。
使用し、その上にスパツタすることによるか、あるいは
平滑な導電性表面に斜め蒸着法で半導体薄膜を形成する
方法によれば容易に達成することができる。さらに、た
とえば酸化物の半導体薄膜を形成する場合には、１００
０ガウス以上の高磁界を使用するマグネトロン型スパツ
タ装置で１０−３〜１０−４Ｔ０ｒｒの純酸素中におい
て金属をスパツタすることにより、表面が粗の酸化物薄
膜とすることができる。以下、本発明にかかる光起力装
置の一実施例について、第２図を用いて説明する。
この装置２０の主要部は、電解液２１に設けた多層構造
半導体 二電極２２、白金などからなるその対向電極２
３、および電極２２，２３を結合する外部回路２４から
なる。多層構造半導体電極２２は、ガラス基板２５の表
面に透明導電性薄膜２６と半導体薄膜２７とが積層され
て形成されたものである。この装置において、外部から
光２８を照射すると、半導体薄膜２７と電解液２１との
界面において光起電力が発生し、水素イオンが発生する
。そして、電極２３の表面で水素イオンが放電Ｌ水素ガ
スが発生する。それど同時に、電極２２，２３間に接続
された外部回路２４に電流が流れる。したがつて、この
装置は、光の照射により電源としてまた水素発生装置と
して使用することができる。上記構成においては、半導
体薄膜２７の表面を粗面にしているため、表面での反応
が促進さわ、さらに半導体薄膜２７を、透明導電性薄膜
２６で表面を被覆したガラス基板２５上に形成している
ため光の導入は半導体薄膜２７の裏側，表側のいずれか
らも可能となる。さらに、電極の薄膜化により使用材料
を大巾に削減できることもあつて、よジ安価で出力の大
きい装置を提供することができる。さらに、上記実施例
において、多層構造半導体電極を特に設けずに、電解液
の槽の少なくとも一部を透明材料で構成し、その内壁面
に透明導電性薄膜とを形成して、槽自体を電極として使
用してもよいことは言うまでもないことである。
半導体 二電極２２、白金などからなるその対向電極２
３、および電極２２，２３を結合する外部回路２４から
なる。多層構造半導体電極２２は、ガラス基板２５の表
面に透明導電性薄膜２６と半導体薄膜２７とが積層され
て形成されたものである。この装置において、外部から
光２８を照射すると、半導体薄膜２７と電解液２１との
界面において光起電力が発生し、水素イオンが発生する
。そして、電極２３の表面で水素イオンが放電Ｌ水素ガ
スが発生する。それど同時に、電極２２，２３間に接続
された外部回路２４に電流が流れる。したがつて、この
装置は、光の照射により電源としてまた水素発生装置と
して使用することができる。上記構成においては、半導
体薄膜２７の表面を粗面にしているため、表面での反応
が促進さわ、さらに半導体薄膜２７を、透明導電性薄膜
２６で表面を被覆したガラス基板２５上に形成している
ため光の導入は半導体薄膜２７の裏側，表側のいずれか
らも可能となる。さらに、電極の薄膜化により使用材料
を大巾に削減できることもあつて、よジ安価で出力の大
きい装置を提供することができる。さらに、上記実施例
において、多層構造半導体電極を特に設けずに、電解液
の槽の少なくとも一部を透明材料で構成し、その内壁面
に透明導電性薄膜とを形成して、槽自体を電極として使
用してもよいことは言うまでもないことである。
第１図は従来の光起電力装置の→ｕを示す図、第２図は
本発明にかかる光起電力装置の一実施例の構成を示す図
である。 ２１・・・電解液、２５・・・透明基板、２６・・・透
明導電性薄膜、２７・・・半導体薄膜。
本発明にかかる光起電力装置の一実施例の構成を示す図
である。 ２１・・・電解液、２５・・・透明基板、２６・・・透
明導電性薄膜、２７・・・半導体薄膜。
Claims (1)
- １ 少なくとも表面が導電性の透明支持基体と、この支
持基体の導電性表面上に形成された表面が、粗面の半導
体薄膜と、前記半導体薄膜と接触する電解液とを有し、
前記半導体薄膜に光を照射することにより起電力を発生
させることを特徴とする光起電力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50159283A JPS598031B2 (ja) | 1975-12-29 | 1975-12-29 | コウキデンリヨクソウチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50159283A JPS598031B2 (ja) | 1975-12-29 | 1975-12-29 | コウキデンリヨクソウチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5284424A JPS5284424A (en) | 1977-07-14 |
| JPS598031B2 true JPS598031B2 (ja) | 1984-02-22 |
Family
ID=15690398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50159283A Expired JPS598031B2 (ja) | 1975-12-29 | 1975-12-29 | コウキデンリヨクソウチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS598031B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008051670A1 (de) * | 2008-10-15 | 2009-11-05 | H2 Solar Gmbh | Silicide zur photoelektrochemischen Wasserspaltung und/oder Erzeugung von Elektrizität |
| JP6031277B2 (ja) * | 2012-07-09 | 2016-11-24 | シャープ株式会社 | 電解析出装置 |
-
1975
- 1975-12-29 JP JP50159283A patent/JPS598031B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5284424A (en) | 1977-07-14 |
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