JPS61211964A - 被覆シリコン半導体電極の製造方法 - Google Patents
被覆シリコン半導体電極の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ａ） 技術分野の説明
本発明は、エネルギー利用技術に関するものであり、詳
しく言えば、光エネルギーを電気エネルギーなどに変換
する湿式光電池に用いられる被覆シリコン半導体電極の
製造方法に関するものである。
しく言えば、光エネルギーを電気エネルギーなどに変換
する湿式光電池に用いられる被覆シリコン半導体電極の
製造方法に関するものである。
（ｂ） 従来技術の説明
半導体電極を用いた湿式光電池は、光エネルギーを電気
エネルギーに変換するためのものとして、また、水の光
分解による水素の製造など、すなわち化学エネルギーへ
の変換のためのものとして注目されている。しかし、半
導体電極を電解質溶液に浸漬するために、半導体が電解
質溶液に溶解したり、酸化されたりして、電極の寿命の
短縮や性能の急速な低下を招く場合が多いという欠点を
もっている。特に、シリコン半導体を動作電極として、
光照射して電気エネルギーへの変換を行った場合には、
数秒間で電極表面に８ ｉ ０２の膜が生成し、急激な
性能の劣化が起こる。これらの問題点を解決するため、
従来から半導体電極表面を金などの貴金属の薄膜で被覆
する方法（例えば、Ｙ。
エネルギーに変換するためのものとして、また、水の光
分解による水素の製造など、すなわち化学エネルギーへ
の変換のためのものとして注目されている。しかし、半
導体電極を電解質溶液に浸漬するために、半導体が電解
質溶液に溶解したり、酸化されたりして、電極の寿命の
短縮や性能の急速な低下を招く場合が多いという欠点を
もっている。特に、シリコン半導体を動作電極として、
光照射して電気エネルギーへの変換を行った場合には、
数秒間で電極表面に８ ｉ ０２の膜が生成し、急激な
性能の劣化が起こる。これらの問題点を解決するため、
従来から半導体電極表面を金などの貴金属の薄膜で被覆
する方法（例えば、Ｙ。
Ｎａｋａｔｏ、に、Ａｂｅ、Ｈ，ＴｓｕｂｏｍＬｌｒａ
、Ｂｅｒ。
、Ｂｅｒ。
Ｂｕｎｓｅｎｇｅｓ、Ｐｈｙｓ、 Ｃｈｅｍ、３Ｑ、
１００２（１９７６）） や、ポリピロールなどの導
電性高分子の薄膜で被覆する方法（例えば、Ｒ，Ｎｏｕ
ｆｉ。
１００２（１９７６）） や、ポリピロールなどの導
電性高分子の薄膜で被覆する方法（例えば、Ｒ，Ｎｏｕ
ｆｉ。
Ｄ、Ｔｅｎｃｈ、Ｌ、Ｆ、Ｗａｒｒｅｎ、Ｊ、Ｅｌｅｃ
ｔｒｏ−ｃｈｅｍ、８ｏｃ、１２８．２５９６ （１９
８１））が試みられているが、均一な〃さの膜を生成す
ることが困難であったり、また被覆電極を長時間使用し
た場合には、被覆の剥離などが起こシ、十分な解決を見
るには至っていないのが現状である。
ｔｒｏ−ｃｈｅｍ、８ｏｃ、１２８．２５９６ （１９
８１））が試みられているが、均一な〃さの膜を生成す
ることが困難であったり、また被覆電極を長時間使用し
た場合には、被覆の剥離などが起こシ、十分な解決を見
るには至っていないのが現状である。
（Ｃ） 発明の目的
本発明は上記の点に濫み、長時間の使用においても安定
な性能をもった被覆シリコン半導体電極を製造すること
を目的とする。
な性能をもった被覆シリコン半導体電極を製造すること
を目的とする。
（ｄ） 発明の構成
この目的は本発明によれば、シリコン半導体の表面にお
いて、チオフェン化合物を光照射と同時に電解重合して
、その重合体の膜を生成することによって達成される。
いて、チオフェン化合物を光照射と同時に電解重合して
、その重合体の膜を生成することによって達成される。
まず、シリコン半導体としては、単結晶または多結晶ま
たは無定形のシリコンにリン、アンチモンなどをドープ
して半導性をもたせたものが用いられる。
たは無定形のシリコンにリン、アンチモンなどをドープ
して半導性をもたせたものが用いられる。
チオフェン化合物としては、チオフェン、３−メチルチ
オフェン、３−エチルチオフェン、３−プロビルチオフ
ェン、３，４−ジメチルチオフェン、３，４−ジエチル
チオフェンなどのほか３−フェニルチオフェン、２．２
’−ビチオフエン、２．２′−ジチェニルエチレンなど
を用いることができる。
オフェン、３−エチルチオフェン、３−プロビルチオフ
ェン、３，４−ジメチルチオフェン、３，４−ジエチル
チオフェンなどのほか３−フェニルチオフェン、２．２
’−ビチオフエン、２．２′−ジチェニルエチレンなど
を用いることができる。
次に、シリコン半導体の表面において、チオフェン化合
物を電解重合して、その重合体の膜を生成させるには、
まず精製したアセトニトリルなどの溶媒にチオフェン化
合物を溶解し、さらに支持ｔｌｌ解ｆｆ、！：して、ト
リフルオロメタンスルホン酸テトラブチルアンモニウム
などを添加した溶液を調製する。これにフッ化水素酸で
表面をエツチングしたシリコン半導体電極と白金などの
対極を入れ、ハロゲンランプなどの光源からの光をシリ
コン穐導体表面に照射すると同時に、シリコン半導体に
正の電圧を加えて、その表面において電解重合させるの
である。
物を電解重合して、その重合体の膜を生成させるには、
まず精製したアセトニトリルなどの溶媒にチオフェン化
合物を溶解し、さらに支持ｔｌｌ解ｆｆ、！：して、ト
リフルオロメタンスルホン酸テトラブチルアンモニウム
などを添加した溶液を調製する。これにフッ化水素酸で
表面をエツチングしたシリコン半導体電極と白金などの
対極を入れ、ハロゲンランプなどの光源からの光をシリ
コン穐導体表面に照射すると同時に、シリコン半導体に
正の電圧を加えて、その表面において電解重合させるの
である。
ここで用いる光源としては、ハロゲンランプ、タングス
テンランプ、キセノンランプ、水銀灯などのほか、太陽
光でもよい。
テンランプ、キセノンランプ、水銀灯などのほか、太陽
光でもよい。
また、支持電解質としては、上記トリフルオロメタンス
ルホン酸テトラブチルアンモニウムのほか、テトラフル
オロホウ酸テトラブチルアンモニウム、ヘキサフルオロ
リン酸テトラブチルアンモニウムなどが用いられる。
ルホン酸テトラブチルアンモニウムのほか、テトラフル
オロホウ酸テトラブチルアンモニウム、ヘキサフルオロ
リン酸テトラブチルアンモニウムなどが用いられる。
溶媒としては、アセトニトリルのほか、ニトロベンゼン
、ニトロメタンなどでもよい。
、ニトロメタンなどでもよい。
このように光照射を伴う電解重合によシシリコンの表面
に生成したチオフェン化合物ポリマーの膜は支持電解質
として用いた化合物の成分イオン（例、ｔハＩ−リフル
オロメタンスルホン酸イオン）を含むため、高度の導電
性を有する。また、通常、半導体の表面に電解重合によ
り、均一な膜を形成することは、半導体の溶解、酸化な
どが起こるため困難であるが、本発明の方法によれば、
容易に均一な薄膜が得られる。一般にシリコン半導体は
きわめて酸化されやすく、湿式光電池の動作電極として
電解質中で用い、光照射した場合には数秒間以内に光電
流が極度に減衰することが知られているが、本発明の方
法によシリコン半導体表面に形成された均一な膜は、長
時間にわたって保護効果を示し、電極の性能は安定であ
った。（参考側参照） （ｅ）発明の実施例 以下、本発明の代表的な実施例を示す。
に生成したチオフェン化合物ポリマーの膜は支持電解質
として用いた化合物の成分イオン（例、ｔハＩ−リフル
オロメタンスルホン酸イオン）を含むため、高度の導電
性を有する。また、通常、半導体の表面に電解重合によ
り、均一な膜を形成することは、半導体の溶解、酸化な
どが起こるため困難であるが、本発明の方法によれば、
容易に均一な薄膜が得られる。一般にシリコン半導体は
きわめて酸化されやすく、湿式光電池の動作電極として
電解質中で用い、光照射した場合には数秒間以内に光電
流が極度に減衰することが知られているが、本発明の方
法によシリコン半導体表面に形成された均一な膜は、長
時間にわたって保護効果を示し、電極の性能は安定であ
った。（参考側参照） （ｅ）発明の実施例 以下、本発明の代表的な実施例を示す。
実施例１
精製した３−メチルチオフェン２．！Ｍ、！：）！Ｊフ
ルオロメタンスルホン酸テトラブチルアンモニウム０．
５１を精製したアセトニトリル２９−に溶解し、パイレ
ックス・ガラヌ製容器に入れ、これにに、３，２ポルト
の電圧をシリコン半導体電極に印加して、４分間電解重
合したところ、シリコン半導体の表面にトリフルオロメ
タンスルホン酸イオンを含んだ３−メチルチオフェン・
ポリマーの薄い膜が生成した。なお、電解重合の際の電
流はシリコン半導体表面１ｃｔｌ当り２．４〜ｏ、ｓａ
ｍａであった。
ルオロメタンスルホン酸テトラブチルアンモニウム０．
５１を精製したアセトニトリル２９−に溶解し、パイレ
ックス・ガラヌ製容器に入れ、これにに、３，２ポルト
の電圧をシリコン半導体電極に印加して、４分間電解重
合したところ、シリコン半導体の表面にトリフルオロメ
タンスルホン酸イオンを含んだ３−メチルチオフェン・
ポリマーの薄い膜が生成した。なお、電解重合の際の電
流はシリコン半導体表面１ｃｔｌ当り２．４〜ｏ、ｓａ
ｍａであった。
実施例２
精製シた３−メチルチオフェン２．５ｔとテトラフルオ
ロホウ酸テトラブチルアンモニウム０．４２７を精製し
たアセトニトリ／ｌ／２９ｍに溶解し、／く３．８ボル
トの電圧をシリコン半導体に印加して、１分間電解重合
したところ、シリコン半導体の表面にテトラフルオロホ
ウ酸イオンヲ含んだ３−メチルチオフェン・ポリマーの
薄い膜が生成した。
ロホウ酸テトラブチルアンモニウム０．４２７を精製し
たアセトニトリ／ｌ／２９ｍに溶解し、／く３．８ボル
トの電圧をシリコン半導体に印加して、１分間電解重合
したところ、シリコン半導体の表面にテトラフルオロホ
ウ酸イオンヲ含んだ３−メチルチオフェン・ポリマーの
薄い膜が生成した。
電解重合の際の電流はシリコン半導体表面１−当シ５．
２〜３．３ｍＡであツタ。
２〜３．３ｍＡであツタ。
参考例１
光照射用の窓をもつガラス製容器に硫酸ナトリウム、硫
酸第１鉄、硫酸第２鉄アンモニウムそれぞれ０．１七ル
／ｌ、硫酸０．１２２七ル／ｌ含む水溶液（ｐＨ１，０
）を入れ、これに実施例１で得られた被覆シリコン半導
体電極、銀−塩化銀比較電極及び白金の対極を浸漬し、
ハロゲンラングの光＋３８．２ｍＷ／ｃｒＩの強度で照
射して、光電流を測定した。照射開始後１時間における
光電流の減衰率は８．６％であった。なお被覆しないシ
リコン電極の光電流の減衰率は１分間でほぼ１００％で
あった。
酸第１鉄、硫酸第２鉄アンモニウムそれぞれ０．１七ル
／ｌ、硫酸０．１２２七ル／ｌ含む水溶液（ｐＨ１，０
）を入れ、これに実施例１で得られた被覆シリコン半導
体電極、銀−塩化銀比較電極及び白金の対極を浸漬し、
ハロゲンラングの光＋３８．２ｍＷ／ｃｒＩの強度で照
射して、光電流を測定した。照射開始後１時間における
光電流の減衰率は８．６％であった。なお被覆しないシ
リコン電極の光電流の減衰率は１分間でほぼ１００％で
あった。
（ｒ）発明の効果
本発明による被覆シリコン半導体電極は湿式光電池の動
作電極として用いる場合、電解質水溶液中においても安
定で良好な性能を有し、また接着性の良いチオフェン化
合物ポリマーを被覆したものであるため、被膜の剥離が
起こらず、長時間の使用に耐えることができる。これを
用いて湿式光電池を組立てれば、太陽エネルギーを電気
エネルギーなどに変換して利用することが可能である。
作電極として用いる場合、電解質水溶液中においても安
定で良好な性能を有し、また接着性の良いチオフェン化
合物ポリマーを被覆したものであるため、被膜の剥離が
起こらず、長時間の使用に耐えることができる。これを
用いて湿式光電池を組立てれば、太陽エネルギーを電気
エネルギーなどに変換して利用することが可能である。
Claims (1)
- シリコン半導体の表面において、チオフェン化合物を光
照射と同時に電解重合して、その重合体の膜を生成させ
ることを特徴とする被覆シリコン半導体電極の製造方法
。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60051514A JPS61211964A (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 被覆シリコン半導体電極の製造方法 |
| US06/838,822 US4647348A (en) | 1985-03-14 | 1986-03-12 | Method for production of film-coated silicon semiconductor electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60051514A JPS61211964A (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 被覆シリコン半導体電極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61211964A true JPS61211964A (ja) | 1986-09-20 |
| JPH0523024B2 JPH0523024B2 (ja) | 1993-03-31 |
Family
ID=12889112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60051514A Granted JPS61211964A (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 被覆シリコン半導体電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61211964A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02292872A (ja) * | 1989-05-02 | 1990-12-04 | Agency Of Ind Science & Technol | 安定化半導体電極の製造方法 |
-
1985
- 1985-03-14 JP JP60051514A patent/JPS61211964A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02292872A (ja) * | 1989-05-02 | 1990-12-04 | Agency Of Ind Science & Technol | 安定化半導体電極の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0523024B2 (ja) | 1993-03-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |