JP2007045645A - 水素製造装置、水素製造装置の製造方法および水素の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 光が照射されることによって水を分解して水素を製造する装置であって、1.23eVよりも大きいバンドギャップエネルギを有する半導体結晶からなる半導体層と、酸化チタン層または酸化亜鉛層のいずれか1種の金属酸化物層と、を含み、半導体層と金属酸化物層とがヘテロ接合を形成している水素製造装置およびこの水素製造装置の製造方法並びにこの水素製造装置を用いた水素の製造方法である。
【選択図】 図1
Description
Oscar Khaselev and John A. Turner, "A Monolithic Photovoltaic-Photoelectrochemical Device for Hydrogen Production via Water Splitting", SCIENCE, 1998年4月17日, Vol.280, p.425-427 Zhigang Zou et al, "Direct splitting of water under visible light irradiation with an oxide semiconductor photocatalyst", NATURE, 2001年12月号, Vol.414, p.625-627
Claims (15)
- 光が照射されることによって水を分解して水素を製造する装置であって、
1.23eVよりも大きいバンドギャップエネルギを有する半導体結晶からなる半導体層と、
酸化チタン層または酸化亜鉛層のいずれか1種の金属酸化物層と、を含み、
前記半導体層と前記金属酸化物層とがヘテロ接合を形成していることを特徴とする、水素製造装置。 - 前記半導体層はInGaP層であり、前記金属酸化物層は酸化チタン層であることを特徴とする、請求項1に記載の水素製造装置。
- 前記金属酸化物層の表面に多孔質酸化チタン層が設置されていることを特徴とする、請求項2に記載の水素製造装置。
- 前記金属酸化物層の表面に白金粒子が付着していることを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載の水素製造装置。
- 前記半導体層の前記ヘテロ接合を形成している側の第1表面とは反対側の第2表面にニッケル粒子および白金粒子の少なくとも一方が付着していることを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載の水素製造装置。
- 前記半導体層の前記ヘテロ接合を形成している側の第1表面とは反対側の第2表面に絶縁層が設置されていることを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載の水素製造装置。
- 前記半導体層の前記ヘテロ接合を形成している側の第1表面とは反対側の第2表面にニッケル層および白金層の少なくとも一方が設置されていることを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載の水素製造装置。
- 前記半導体層の前記ヘテロ接合を形成している側の第1表面とは反対側の第2表面の一部にニッケル粒子および白金粒子の少なくとも一方が付着しており、前記第2表面の前記ニッケル粒子および前記白金粒子が付着していない部分の少なくとも一部に絶縁層が設置されていることを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載の水素製造装置。
- 前記半導体層の前記ヘテロ接合を形成している側の第1表面において、前記ヘテロ接合は前記第1表面の一部に形成されており、前記第1表面において前記ヘテロ接合が形成されていない部分の少なくとも一部にニッケル粒子および白金粒子の少なくとも一方が付着していることを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載の水素製造装置。
- 前記半導体層の前記ヘテロ接合を形成している側の第1表面において、前記ヘテロ接合は前記第1表面の一部に形成されており、前記第1表面において前記ヘテロ接合が形成されていない部分の少なくとも一部にニッケル層および白金層の少なくとも一方が設置されていることを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載の水素製造装置。
- 前記半導体層の前記ヘテロ接合を形成している側の第1表面において、前記ヘテロ接合は前記第1表面の一部に形成されており、
前記第1表面において前記ヘテロ接合が形成されていない部分の一部にニッケル粒子および白金粒子の少なくとも一方が付着しており、残りの少なくとも一部に絶縁層が設置されていることを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載の水素製造装置。 - 請求項1から11のいずれかに記載の水素製造装置を製造する方法であって、
基板上に1.23eVよりも大きいバンドギャップエネルギを有する半導体結晶からなる半導体層を積層する工程と、
前記半導体層上に酸化チタン層または酸化亜鉛層のいずれか1種の金属酸化物層を積層する工程と、
を含む、水素製造装置の製造方法。 - 前記基板は凹凸の表面を有しており、前記基板の凹凸の表面上に前記半導体層を積層することを特徴とする、請求項12に記載の水素製造装置の製造方法。
- 前記基板は、石英基板、ガラス基板、サファイア基板および半絶縁性GaAs基板からなる群から選択されたいずれか1種であることを特徴とする、請求項12または13に記載の水素製造装置の製造方法。
- 請求項1から11のいずれかに記載の水素製造装置を用いて水素を製造することを特徴とする、水素の製造方法。
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