JP2002266089A - Photolysis method for water and apparatus for the same - Google Patents
Photolysis method for water and apparatus for the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、水の光分解方法及
びその装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for photolyzing water.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から水の光分解では本多・藤島効果
として知られ多くの研究がなされているが、まだ実用に
値する変換効率を得るに至っていない。2. Description of the Related Art Conventionally, the photolysis of water is known as the Honda-Fujishima effect, and many studies have been made. However, a conversion efficiency that is practically usable has not yet been obtained.
【０００３】また、水分解装置として、例えば、特開平
７−１５０３７９号が提案されている。As a water splitting device, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-150379 has been proposed.
【０００４】図６はかかる従来の水分解装置の構成図で
ある。FIG. 6 is a configuration diagram of such a conventional water splitting apparatus.
【０００５】この水分解装置では、太陽光１１１が入射
するためにその上面が開口した電解槽１１２があり、そ
の開口部に第１の半導体電極であるＧａＡｓ電極１１３
と第２の半導体電極であるＭｏＳ2 電極１１４が設けら
れている。ＧａＡｓ電極１１３は第１の対電極となるＰ
ｔ電極１１５に電気的に接続されている。また、ＭｏＳ
2 電極１１４は第２の対電極となるＲｕＯ2 電極１１６
に電気的に接続されている。これらのＧａＡｓ電極１１
３、ＭｏＳ2 電極１１４、Ｐｔ電極１１５およびＲｕＯ
2 電極１１６は電解液１１７に浸漬されている。電解液
１１７は中間反応物質となるよう素／よう化水素を含む
水溶液である。In this water splitting apparatus, there is provided an electrolytic cell 112 whose upper surface is open for sunlight 111 to enter, and a GaAs electrode 113 as a first semiconductor electrode is provided in the opening.
And a MoS 2 electrode 114 as a second semiconductor electrode. The GaAs electrode 113 is a P electrode serving as a first counter electrode.
It is electrically connected to the t electrode 115. Also, MoS
The second electrode 114 is a RuO 2 electrode 116 serving as a second counter electrode.
Is electrically connected to These GaAs electrodes 11
3, MoS 2 electrode 114, Pt electrode 115 and RuO
The two electrodes 116 are immersed in the electrolyte 117. The electrolytic solution 117 is an aqueous solution containing iodine / hydrogen iodide as an intermediate reactant.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の水分解装置は、光起電力を単に電気分解のため
の電池として使用したものであり、しかも、電極配置が
複雑であり、コストがかかるといった問題があった。However, the above-mentioned conventional water splitter uses the photovoltaic power simply as a battery for electrolysis, and has a complicated electrode arrangement and is costly. There was a problem.
【０００７】本発明は、上記状況に鑑みて、水溶液に浸
漬した半導体薄膜に光を照射し、その光によって生成さ
れた電子とホールをビルトイン電界によって分離するこ
とにより、水が効率よく分解され、しかも、構成が極め
て簡素化され、コストを低減することができる水の光分
解方法及びその装置を提供することを目的とする。In view of the above, the present invention irradiates a semiconductor thin film immersed in an aqueous solution with light and separates electrons and holes generated by the light by a built-in electric field, whereby water is efficiently decomposed, In addition, it is an object of the present invention to provide a photolysis method of water and a device therefor, whose configuration is extremely simplified and whose cost can be reduced.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕水の光分解方法において、容器内に配置される支
持基板上に形成され、水の分解エネルギーより大きなバ
ンドギャップを持ち、電子のエネルギーバンドで、伝導
帯の底が水素発生エネルギー準位より上にあり、価電子
帯の頂上が酸素発生エネルギー準位よりも下にあるよう
な半導体薄膜を水溶液に浸漬し、前記半導体薄膜に光を
照射し、その光によって生成された電子とホールをビル
トイン電界によって分離し、水素と酸素を生成させるこ
とを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention provides: [1] In a water photolysis method, a water photolysis method which is formed on a supporting substrate disposed in a container and has a larger energy than water decomposition energy. A semiconductor thin film with a band gap and an electron energy band in which the bottom of the conduction band is above the hydrogen generation energy level and the top of the valence band is below the oxygen generation energy level is immersed in an aqueous solution. The semiconductor thin film is irradiated with light, and electrons and holes generated by the light are separated by a built-in electric field to generate hydrogen and oxygen.
【０００９】〔２〕上記〔１〕記載の水の光分解方法に
おいて、前記半導体薄膜の膜厚を１〜５μｍにすること
を特徴とする。[2] The water photolysis method according to [1], wherein the semiconductor thin film has a thickness of 1 to 5 μm.
【００１０】〔３〕水の光分解装置において、容器内に
配置される支持基板上に形成され、水の分解エネルギー
より大きなバンドギャップを持ち、電子のエネルギーバ
ンドで、伝導帯の底が水素発生エネルギー準位より上に
あり、価電子帯の頂上が酸素発生エネルギー準位よりも
下にあるような半導体薄膜と、前記半導体薄膜を浸漬す
る水溶液と、前記半導体薄膜に照射する太陽光照射手段
とを具備することを特徴とする。[3] In a water photolysis device, formed on a supporting substrate placed in a container, has a band gap larger than the decomposition energy of water, is an energy band of electrons, and the bottom of the conduction band is hydrogen generation. A semiconductor thin film that is above the energy level and the top of the valence band is below the oxygen generation energy level, an aqueous solution in which the semiconductor thin film is immersed, and sunlight irradiating means for irradiating the semiconductor thin film It is characterized by having.
【００１１】〔４〕水の光分解装置において、容器内に
配置される支持基板上に形成され、水の分解エネルギー
より大きなバンドギャップを持ち、電子のエネルギーバ
ンドで、伝導帯の底が水素発生エネルギー準位より上に
あり、価電子帯の頂上が酸素発生エネルギー準位よりも
下にあるような半導体薄膜と、この半導体薄膜に接続さ
れる対電極と、前記半導体薄膜と対電極を浸漬する水溶
液と、前記半導体薄膜に照射する太陽光照射手段とを具
備することを特徴とする。[4] In a water photolysis device, formed on a support substrate disposed in a container, has a band gap larger than the decomposition energy of water, is an energy band of electrons, and the bottom of the conduction band is hydrogen generation. A semiconductor thin film that is above the energy level and the top of the valence band is below the oxygen generation energy level, a counter electrode connected to the semiconductor thin film, and immersing the semiconductor thin film and the counter electrode. It is characterized by comprising an aqueous solution and a means for irradiating the semiconductor thin film with sunlight.
【００１２】〔５〕上記〔３〕又は〔４〕記載の水の光
分解装置において、前記半導体薄膜は、ＺｎＯ又はＴｉ
Ｏ2 からなることを特徴とする。[5] The water photolysis apparatus according to [3] or [4], wherein the semiconductor thin film is made of ZnO or Ti
Characterized by comprising the O 2.
【００１３】〔６〕上記〔３〕又は〔４〕記載の水の光
分解装置において、前記半導体薄膜は、アモルファスＳ
ｉ−ｎｉｐ構造からなることを特徴とする。[6] The water photolysis device according to [3] or [4], wherein the semiconductor thin film is made of amorphous S
It is characterized by having an i-nip structure.
【００１４】〔７〕上記〔３〕、〔４〕、〔５〕又は
〔６〕記載の水の光分解装置において、前記半導体薄膜
は、その厚さが１μｍから５μｍであることを特徴とす
る。[7] The water photolysis device according to [3], [4], [5] or [6], wherein the semiconductor thin film has a thickness of 1 μm to 5 μm. .
【００１５】〔８〕上記〔３〕、〔４〕、〔５〕又は
〔６〕記載の水の光分解装置において、前記半導体薄膜
は、支持基板に形成される穴に配置することを特徴とす
る。[8] In the water photolysis device according to the above [3], [4], [5] or [6], the semiconductor thin film is arranged in a hole formed in a supporting substrate. I do.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail.
【００１７】図１は本発明の原理を示す水の光分解装置
の構成図であり、図２はその水の光分解装置の電子のエ
ネルギーバンドの模式図であり、図２（ａ）は単一のバ
ンドギャップを有する半導体薄膜の場合、図２（ｂ）は
異なるバンドギャップ（，，）を有する半導体薄
膜の場合を示している。図３は各種の半導体薄膜の電子
のエネルギーバンドである。FIG. 1 is a structural view of a water photolysis device showing the principle of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram of the energy band of electrons of the water photolysis device, and FIG. In the case of a semiconductor thin film having one band gap, FIG. 2B shows a case of a semiconductor thin film having different band gaps (,). FIG. 3 shows electron energy bands of various semiconductor thin films.
【００１８】図１において、１は容器、２はその容器１
に配置された支持体、３はその支持体２に形成された
穴、４はその穴３に設けられた半導体薄膜であり、その
厚さは１〜５μｍである。５は水溶液、６は外部から照
射される太陽光である。In FIG. 1, 1 is a container, 2 is a container 1
3 is a hole formed in the support 2, 4 is a semiconductor thin film provided in the hole 3, and has a thickness of 1 to 5 μm. Reference numeral 5 denotes an aqueous solution, and reference numeral 6 denotes sunlight irradiated from the outside.
【００１９】ここで、半導体薄膜４は、水の分解エネル
ギー１．２３ｅＶより大きなバンドギャップを持ち、図
３に示す電子のエネルギーバンド図で、伝導帯の下端１
１が水素発生エネルギー準位（Ｈ2 ／Ｈ2 Ｏ）より上に
あり、価電子帯の上端１２が酸素発生エネルギー準位
（Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ）よりも下にあるように構成した。その
場合、半導体薄膜４にはビルトイン電界が大部分に拡が
るようになる。ここで、ビルトイン電界とは、外部から
電圧をかけなくても生じている電界のことであり、一般
には、フェルミ電位の異なる物質の接合によって生じ
る。電界の分布は、この領域にある電荷の分布（普通は
不純物の分布）によって決まる。Here, the semiconductor thin film 4 has a band gap larger than the decomposition energy of water, 1.23 eV, and the energy band diagram of the electrons shown in FIG.
1 was above the hydrogen generation energy level (H 2 / H 2 O), and the upper end 12 of the valence band was below the oxygen generation energy level (O 2 / H 2 O). In this case, the built-in electric field spreads to a large extent in the semiconductor thin film 4. Here, the built-in electric field is an electric field generated without applying a voltage from the outside, and is generally generated by joining materials having different Fermi potentials. The distribution of the electric field is determined by the distribution of charges (usually the distribution of impurities) in this region.
【００２０】これにより、太陽光６を半導体薄膜４に照
射することにより、その太陽光６によって生成された電
子とホールをビルトイン電界によって分離し、水素と酸
素を生成させることができる。Thus, by irradiating the semiconductor thin film 4 with sunlight 6, electrons and holes generated by the sunlight 6 are separated by a built-in electric field, and hydrogen and oxygen can be generated.
【００２１】図４は本発明の第１実施例を示す水の光分
解装置の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a water photolysis device showing a first embodiment of the present invention.
【００２２】この図において、２１は容器、２２は支持
基板、２３はその支持基板に形成される複数の穴（大き
な１個の穴でもよい）、２４はその複数の穴に設けられ
るＺｎＯ半導体薄膜であり、その厚さは１〜５μｍであ
る。２５は水溶液、２６は太陽光である。In this figure, 21 is a container, 22 is a supporting substrate, 23 is a plurality of holes (may be one large hole) formed in the supporting substrate, and 24 is a ZnO semiconductor thin film provided in the plurality of holes. And the thickness is 1 to 5 μm. 25 is an aqueous solution and 26 is sunlight.
【００２３】ここでも、ＺｎＯ半導体薄膜２４は、水の
分解エネルギー１．２３ｅＶより大きなバンドギャップ
を持ち、図３に示す電子のエネルギーバンド図で、伝導
帯の下端１１が水素発生エネルギー準位（Ｈ2 ／Ｈ
2 Ｏ）より上にあり、価電子帯の上端１２が酸素発生エ
ネルギー準位（Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ）よりも下にあるような半
導体薄膜である。その場合、ＺｎＯ半導体薄膜２４には
ビルトイン電界が大部分に拡がるようになり、太陽光２
６をＺｎＯ半導体薄膜２４に照射することにより、その
太陽光２６によって生成された電子とホールをビルトイ
ン電界によって分離し、水素と酸素を生成させることが
できる。なお、上記ＺｎＯ半導体薄膜に代えて、ＴｉＯ
2 半導体薄膜を用いても同様の作用効果を奏することが
できる。Also here, the ZnO semiconductor thin film 24 has a band gap larger than the decomposition energy of water 1.23 eV, and in the energy band diagram of the electrons shown in FIG. 3, the lower end 11 of the conduction band has a hydrogen generation energy level (H 2 / H
2 O), and the semiconductor thin film whose upper end 12 of the valence band is below the oxygen generation energy level (O 2 / H 2 O). In that case, the built-in electric field spreads to a large extent in the ZnO semiconductor thin film 24, and the sunlight 2
By irradiating 6 to the ZnO semiconductor thin film 24, electrons and holes generated by the sunlight 26 are separated by a built-in electric field, so that hydrogen and oxygen can be generated. Instead of the ZnO semiconductor thin film, TiO
The same operation and effect can be obtained by using two semiconductor thin films.
【００２４】なお、ＺｎＯ半導体薄膜２４は支持基板２
２としての半導体基板表面にＺｎＯ薄膜を形成し、その
半導体基板の裏面からその半導体基板の複数箇所をエッ
チングすることにより穴２３を形成することができる。
このように半導体製造プロセスを用いて微細な加工が可
能である。Incidentally, the ZnO semiconductor thin film 24 is formed on the supporting substrate 2.
The hole 23 can be formed by forming a ZnO thin film on the surface of the semiconductor substrate 2 and etching a plurality of portions of the semiconductor substrate from the back surface of the semiconductor substrate.
Thus, fine processing can be performed using a semiconductor manufacturing process.
【００２５】また、予め半導体基板に穴を形成してお
き、その半導体基板の表面にＺｎＯ薄膜を形成するよう
にしてもよい。Alternatively, a hole may be formed in the semiconductor substrate in advance, and a ZnO thin film may be formed on the surface of the semiconductor substrate.
【００２６】図５は本発明の第２実施例を示す水の光分
解装置の構成図である。FIG. 5 is a block diagram of a water photolysis device showing a second embodiment of the present invention.
【００２７】この図において、３１は容器、３２は支持
基板、３３は支持基板３２に形成される複数の穴（大き
な１個の穴でもよい）、３４はその支持基板３２上に形
成されるアモルファスＳｉ−ｎｉｐ構造の半導体薄膜で
あり、その厚さは１〜５μｍである。３５は対電極とし
てのＰｔ電極、３６は導線、３７は水溶液、３８は太陽
光である。In this figure, 31 is a container, 32 is a support substrate, 33 is a plurality of holes (one large hole may be formed) in the support substrate 32, and 34 is an amorphous hole formed on the support substrate 32. It is a semiconductor thin film having a Si-nip structure, and its thickness is 1 to 5 μm. 35 is a Pt electrode as a counter electrode, 36 is a conducting wire, 37 is an aqueous solution, and 38 is sunlight.
【００２８】ここでも、アモルファスＳｉ−ｎｉｐ構造
の半導体薄膜３４は、水の分解エネルギー１．２３ｅＶ
より大きなバンドギャップを持ち、伝導帯の下端が水素
発生エネルギー準位より上にあり、価電子帯の上端が酸
素発生エネルギー準位よりも下にあるようなアモルファ
スＳｉ−ｎｉｐ構造の半導体薄膜で構成した。この場合
にも、アモルファスＳｉ−ｎｉｐ構造の半導体薄膜３４
にはビルトイン電界が拡がるようになり、太陽光３８を
アモルファスＳｉ−ｎｉｐ構造の半導体薄膜３４に照射
することにより、その太陽光３８によって生成された電
子とホールをビルトイン電界によって分離し、水素と酸
素を生成させることができる。Also here, the semiconductor thin film 34 having the amorphous Si-nip structure has a water decomposition energy of 1.23 eV.
Consisting of an amorphous Si-nip semiconductor thin film with a larger band gap, the lower end of the conduction band is above the hydrogen generation energy level, and the upper end of the valence band is below the oxygen generation energy level. did. Also in this case, the semiconductor thin film 34 having the amorphous Si-nip structure is used.
The built-in electric field expands, and the sunlight 38 is irradiated on the semiconductor thin film 34 having the amorphous Si-nip structure, whereby electrons and holes generated by the sunlight 38 are separated by the built-in electric field, and hydrogen and oxygen are separated. Can be generated.
【００２９】なお、アモルファスＳｉ−ｎｉｐ構造の半
導体薄膜３４は、支持基板３２としての半導体基板表面
にアモルファスＳｉ−ｎｉｐ構造の半導体薄膜３４を形
成し、その半導体基板の裏面からその半導体基板の複数
箇所をエッチングすることにより穴３３を形成すること
ができる。このように半導体製造プロセスを用いて微細
な加工が可能である。The semiconductor thin film 34 having the amorphous Si-nip structure is formed by forming a semiconductor thin film 34 having the amorphous Si-nip structure on the surface of the semiconductor substrate as the support substrate 32 and extending from the back surface of the semiconductor substrate to a plurality of portions of the semiconductor substrate. The hole 33 can be formed by etching. Thus, fine processing can be performed using a semiconductor manufacturing process.
【００３０】上記したように、本発明によれば、水溶液
中の１〜５μｍの半導体薄膜に太陽光を照射することに
より、その太陽光３８によって生成された電子とホール
をビルトイン電界によって分離し、水素と酸素を効率的
に水溶液を水素と酸素に分解することができた。As described above, according to the present invention, by irradiating sunlight to a semiconductor thin film of 1 to 5 μm in an aqueous solution, electrons and holes generated by the sunlight 38 are separated by a built-in electric field, The aqueous solution of hydrogen and oxygen could be efficiently decomposed into hydrogen and oxygen.
【００３１】なお、上記したＺｎＯ、ＴｉＯ2 又はアモ
ルファスＳｉ−ｎｉｐ構造の半導体薄膜の外にも、Ｃｄ
Ｏ，ＭｇＯ，ＳｒＯ，ＣａＯ，ＢａＯ，ＳｒＯ2 ，Ｖ2
Ｏ3，ＮｉＯ，ＣｕＯ，ＷＯ3 ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，Ｍｎ2 Ｏ
3 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＣｏＯ，ＭｎＯ，ＦｅＯ，Ｂ2 Ｏ3 ，
Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｇａ2 Ｏ3 ，Ｉｎ2 Ｏ3 ，ＳｎＯ2 ，Ｐｂ
Ｏやそれらの混晶（例えば、ＺｎＯとＧａ2 Ｏ3 の混晶
であれば、ＺｎＧａ2Ｏ4 など）が考えられる。In addition to the above-mentioned semiconductor thin film of ZnO, TiO 2 or amorphous Si-nip structure, Cd
O, MgO, SrO, CaO, BaO, SrO 2 , V 2
O 3 , NiO, CuO, WO 3 , Cr 2 O 3 , Mn 2 O
3 , Fe 2 O 3 , CoO, MnO, FeO, B 2 O 3 ,
Al 2 O 3 , Ga 2 O 3 , In 2 O 3 , SnO 2 , Pb
O and a mixed crystal thereof (for example, ZnGa 2 O 4 if it is a mixed crystal of ZnO and Ga 2 O 3 ) can be considered.
【００３２】また、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible based on the spirit of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、水溶液中の半導体薄膜に太陽光を照射すること
により、その太陽光によって生成された電子とホールを
ビルトイン電界によって分離し、水素と酸素を効率的に
水素と酸素に分解することができ、しかも、水が効率よ
く分解され、かつ、構成が極めて簡素化され、コストを
低減することができる。As described above in detail, according to the present invention, by irradiating a semiconductor thin film in an aqueous solution with sunlight, electrons and holes generated by the sunlight are separated by a built-in electric field. In addition, hydrogen and oxygen can be efficiently decomposed into hydrogen and oxygen, and water can be efficiently decomposed, the configuration can be extremely simplified, and the cost can be reduced.
【図１】本発明の原理を示す水の光分解装置の構成図で
ある。FIG. 1 is a configuration diagram of a water photolysis device showing the principle of the present invention.
【図２】本発明の水の光分解装置の電子のエネルギーバ
ンドの模式図である。FIG. 2 is a schematic view of an energy band of electrons of the water photolysis device of the present invention.
【図３】本発明の各種の半導体薄膜の電子のエネルギー
バンドである。FIG. 3 shows energy bands of electrons of various semiconductor thin films of the present invention.
【図４】本発明の第１実施例を示す水の光分解装置の構
成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a water photolysis device showing a first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第２実施例を示す水の光分解装置の構
成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a water photolysis device showing a second embodiment of the present invention.
【図６】従来の水分解装置の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional water splitting apparatus.
１，２１，３１ 容器 ２ 支持体 ３ 支持体に形成された穴 ４ 半導体薄膜（１〜５μｍ） ５，２５，３７ 水溶液 ６，２６，３８ 太陽光 １１ 伝導帯の下端 １２ 価電子帯の上端 ２２，３２ 支持基板 ２３，３３ 支持基板に形成される複数の穴 ２４ ＺｎＯ半導体薄膜（１〜５μｍ） ３４ アモルファスＳｉ−ｎｉｐ構造の半導体薄膜
（１〜５μｍ） ３５ 対電極（Ｐｔ電極） ３６ 導線1, 21, 31 container 2 support 3 hole formed in support 4 semiconductor thin film (1 to 5 μm) 5, 25, 37 aqueous solution 6, 26, 38 sunlight 11 lower end of conduction band 12 upper end of valence band 22 , 32 Support substrate 23, 33 Plural holes formed in support substrate 24 ZnO semiconductor thin film (1-5 μm) 34 Semiconductor thin film of amorphous Si-nip structure (1-5 μm) 35 Counter electrode (Pt electrode) 36 Conductor
Claims (8)
れ、水の分解エネルギーより大きなバンドギャップを持
ち、電子のエネルギーバンドで、伝導帯の底が水素発生
エネルギー準位より上にあり、価電子帯の頂上が酸素発
生エネルギー準位よりも下にあるような半導体薄膜を水
溶液に浸漬し、前記半導体薄膜に光を照射し、該光によ
って生成された電子とホールをビルトイン電界によって
分離し、水素と酸素を生成させることを特徴とする水の
光分解方法。Claims: 1. An electron energy band formed on a supporting substrate disposed in a container, having a band gap larger than the decomposition energy of water, wherein the bottom of the conduction band is above the hydrogen generation energy level; A semiconductor thin film in which the top of the valence band is below the oxygen generation energy level is immersed in an aqueous solution, the semiconductor thin film is irradiated with light, and electrons and holes generated by the light are separated by a built-in electric field. A photodecomposition method of water, wherein hydrogen and oxygen are generated.
て、前記半導体薄膜の膜厚を１〜５μｍにすることを特
徴とする水の光分解方法。2. The method according to claim 1, wherein said semiconductor thin film has a thickness of 1 to 5 μm.
成され、水の分解エネルギーより大きなバンドギャップ
を持ち、電子のエネルギーバンドで、伝導帯の底が水素
発生エネルギー準位より上にあり、価電子帯の頂上が酸
素発生エネルギー準位よりも下にあるような半導体薄膜
と、（ｂ）前記半導体薄膜を浸漬する水溶液と、（ｃ）
前記半導体薄膜に照射する太陽光照射手段とを具備する
ことを特徴とする水の光分解装置。(A) formed on a supporting substrate disposed in a container, having a band gap larger than the decomposition energy of water, and an energy band of electrons, wherein the bottom of the conduction band is higher than the energy level of hydrogen generation. (B) an aqueous solution in which the semiconductor thin film is immersed, and (c) an aqueous solution in which the semiconductor thin film is immersed.
A water irradiation device for irradiating the semiconductor thin film with sunlight.
成され、水の分解エネルギーより大きなバンドギャップ
を持ち、電子のエネルギーバンドで、伝導帯の底が水素
発生エネルギー準位より上にあり、価電子帯の頂上が酸
素発生エネルギー準位よりも下にあるような半導体薄膜
と、（ｂ）該半導体薄膜に接続される対電極と、（ｃ）
前記半導体薄膜と前記対電極を浸漬する水溶液と、
（ｄ）前記半導体薄膜に照射する太陽光照射手段とを具
備することを特徴とする水の光分解装置。(A) formed on a support substrate disposed in a container, having a band gap larger than the decomposition energy of water, and an energy band of electrons in which the bottom of the conduction band is higher than the energy level of hydrogen generation. Wherein the top of the valence band is below the oxygen generation energy level; (b) a counter electrode connected to the semiconductor thin film; and (c)
An aqueous solution for immersing the semiconductor thin film and the counter electrode,
(D) an apparatus for irradiating sunlight to the semiconductor thin film.
おいて、前記半導体薄膜は、ＺｎＯ又はＴｉＯ2 からな
ることを特徴とする水の光分解装置。5. The water photolysis apparatus according to claim 3, wherein said semiconductor thin film is made of ZnO or TiO 2 .
おいて、前記半導体薄膜は、アモルファスＳｉ−ｎｉｐ
構造からなることを特徴とする水の光分解装置。6. The water photolysis apparatus according to claim 3, wherein said semiconductor thin film is made of amorphous Si-nip.
A water photolysis device having a structure.
解装置において、前記半導体薄膜は、その厚さが１μｍ
から５μｍであることを特徴とする水の光分解装置。7. The water photolysis device according to claim 3, wherein the semiconductor thin film has a thickness of 1 μm.
Water photodecomposition device, characterized in that the particle size is from 5 to 5 μm.
解装置において、前記半導体薄膜は、支持基板に形成さ
れる穴に配置することを特徴とする水の光分解装置。8. The water photolysis apparatus according to claim 3, wherein the semiconductor thin film is disposed in a hole formed in a support substrate.
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