JPWO2013031665A1 - 太陽電池および太陽電池装置 - Google Patents
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Abstract
鉛直方向の複数のカーボンナノチューブ（以下、ＣＮＴと称す）（２）と、これら各ＣＮＴの一端側に配置された金属電極（３）と、その他端側に配置された線状電極（４）とを具備し、上記ＣＮＴの直径を一方側から他方側に向かって段階的に変化させ、上記ＣＮＴの金属電極寄り端部にＣＮＴより電気陰性度の小さい物質（Ｎ）を付着させてｎ型層を形成し、上記ＣＮＴの線状電極寄り端部にＣＮＴより電気陰性度の大きい物質（Ｐ）を付着させてｐ型層を形成し、且つ上記ＣＮＴの中間部分を真性半導体層にしたもの。
Description
本発明は、カーボンナノチューブを用いた太陽電池およびこの太陽電池を用いた太陽電池装置に関するものである。
太陽電池は、単結晶、多結晶、アモルファスシリコンからなるシリコン系のものが主流であり、住宅や事業所などに普及しつつあるが、エネルギーの変換効率が低いという欠点がある。
そこで、多結晶シリコン基板上にカーボンナノチューブ構造体を設けることで、良好なエネルギー変換および電子移動の効率を高めた太陽電池が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
ところで、特許文献１で提案されたものによると、カーボンナノチューブ構造体はｐｎ接合により形成されている。しかし、このｐｎ接合の場合、その電位勾配が急峻となり、したがってこのｐｎ接合の近傍で吸収した光しか光電変換できないため、光電変換できる光を吸収できる層が薄くなってしまい、エネルギーの変換効率が低下するという問題があった。
そこで、本発明は、カーボンナノチューブを用いてエネルギーの変換効率の向上を図り得る太陽電池および太陽電池装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の第１の側面は、所定方向でもって複数並置されたカーボンナノチューブと、これら各カーボンナノチューブの一端側に配置された第１の電極と、これら各カーボンナノチューブの他端側である太陽光の入射側に配置された透光性を有する第２の電極とを具備し、
上記各カーボンナノチューブの一端側をｐ型層またはｎ型層に形成するとともに、他端側をｎ型層またはｐ型層に形成し、且つ中間部分を真性半導体としてのｉ型層に形成した太陽電池である。
上記各カーボンナノチューブの一端側をｐ型層またはｎ型層に形成するとともに、他端側をｎ型層またはｐ型層に形成し、且つ中間部分を真性半導体としてのｉ型層に形成した太陽電池である。
また、本発明の第２の側面は、上記太陽電池において、カーボンナノチューブより電気陰性度の小さい物質を付着させることによりｎ型層を得るとともに、カーボンナノチューブより電気陰性度の大きい物質を付着させてｐ型層を得るようにしたものである。
また、本発明の第３の側面は、上記太陽電池における真性半導体層であるカーボンナノチューブの中間部分を透明性絶縁材料で覆ったものである。
また、本発明の第４の側面は、上記太陽電池において、電気陰性度の大きい物質として、Ｎ、Ｏ、Ｆ、Ｓ、ＣｌおよびＢｒのうちいずれか、またはこれらのいずれかを含む化合物を用いたものである。
また、本発明の第５の側面は、上記太陽電池において、電気陰性度の小さい物質として、Ｈ、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｃａ、Ｒｂ、ＦｅおよびＣｕのうちいずれか、またはこれらのいずれかを含む化合物を用いたものである。
また、本発明の第６の側面は、上記太陽電池において、所定方向でもって複数並置されたカーボンナノチューブの直径を、一端側から他端側に向かって段階的に変化させたものである。
また、本発明の第７の側面は、上記太陽電池において、第２の電極として、線状電極若しくは網状電極または透明な板状電極を用いたものである。
また、本発明の第８の側面は、上記太陽電池において、第１の電極として、金属電極を用いたものである。
さらに、本発明の第９の側面は、上記太陽電池を用いた太陽電池装置であって、
太陽電池の第２の電極の表面に、太陽光を分光させる分光器を配置するとともに、この太陽電池における各カーボンナノチューブにて得られた電気を所定電圧に調整する電圧調整器を具備したものである。
太陽電池の第２の電極の表面に、太陽光を分光させる分光器を配置するとともに、この太陽電池における各カーボンナノチューブにて得られた電気を所定電圧に調整する電圧調整器を具備したものである。
上記太陽電池の構成によると、カーボンナノチューブの一端側にｎ型層またはｐ型層を形成するとともに他端側にｐ型層またはｎ型層を形成し、且つ中間部分を真性半導体からなるｉ型層としたので、カーボンナノチューブをｐｎ接合とする場合よりも電位勾配が緩やかにしかもその範囲が長くなるため、すなわち太陽光の吸収による電荷の分離可能範囲が長くなるため、太陽光の持つエネルギーの変換効率の向上を図ることができる。
また、上記太陽電池装置の構成によると、太陽光の広範囲の波長領域に亘って光電変換を行うことができる太陽電池を用いたので、エネルギーの変換効率が優れた太陽電池装置を得ることができる。
以下、本発明の実施の形態に係る太陽電池および太陽電池装置を図１〜図４に基づき説明する。
まず、本実施の形態に係る太陽電池の概略構成について説明する。
この太陽電池は、所定方向でもって複数並置されたカーボンナノチューブと、これら各カーボンナノチューブの一端側に配置された第１の電極と、これら各カーボンナノチューブの他端側である太陽光の入射側に配置された透光性を有する第２の電極とを具備し、上記各カーボンナノチューブの一端側をｐ型層またはｎ型層に形成するとともに、他端側をｎ型層またはｐ型層に形成し、且つ中間部分を真性半導体としてのｉ型層に、つまり上記各カーボンナノチューブをｐｉｎ構造［ｐ型層とｉ型層（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ：真性）とｎ型層との積層構造］としたものである。また、第１の電極として金属電極が用いられるとともに、第２の電極として線状電極若しくは網状電極または透明な板状電極が用いられたものである。なお、本実施の形態で用いる「カーボンナノチューブ」という語句は、「カーボンナノチューブ群」の意味で用いている。
上記カーボンナノチューブは、電極表面に対して垂直（多少うねっているなど略垂直も含み、垂直配向とも呼ばれている）に且つ多数並列に設けられたもので、例えば多数領域に且つ列状に分けられるとともにこれら各領域毎にその直径が順次変化されたものである。
具体的には、多数のカーボンナノチューブからなる領域（以下、チューブ列ともいう）が例えば５列（３列以上であればよい）並列に設けられるとともに、これらのカーボンナノチューブの直径をチューブ列毎に段階的に変化させたもので、例えば太いものから細いものが順番に設けられたものである。そして、これら各チューブ列におけるカーボンナノチューブの上下面に、電極が設けられている。
ここで、太陽電池の構成を具体的に説明する。
図１に示すように、この太陽電池１は、所定方向でもって複数並置された、すなわち上下方向で複数並置された半導体カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）２と、これら各カーボンナノチューブ２の一端側に配置された金属電極（第１の電極である）３と、これら各カーボンナノチューブ２の他端側である太陽光の入射側に配置された集電部材である線状電極（第２の電極の一例）としての電線（以下、電極線と称す）４とを具備し、上記並置されたカーボンナノチューブ２の直径を一方側から他方側に向かって段階的に変化させるとともに、上記カーボンナノチューブ２の金属電極３寄りの下端部に当該カーボンナノチューブ２より電気陰性度の小さい物質Ｎを付着させてｎ型層を形成し、上記カーボンナノチューブ２の電極線４寄りの上端部に当該カーボンナノチューブ２より電気陰性度の大きい物質Ｐを付着させてｐ型層を形成し、上記カーボンナノチューブ２の中間部分を透明性絶縁材料５で覆うことによりｉ型層（真性半導体層）を形成したものである。
以下、この太陽電池の製造方法について説明する。
まず、直径が段階的に変化されるカーボンナノチューブ２の製造方法について説明する。
すなわち、図２Ａに示すように、金属電極３の表面にスパッタリングなどの方法により触媒としての金属［例えば、鉄（Ｆｅ）］の薄膜を形成した後、電子ビームにより縦横に切れ目を入れるとともにこの切れ目を入れる際の間隔を調整して触媒微粒子１０を形成する。この鉄の触媒微粒子１０については、チューブ列毎におけるカーボンナノチューブ２の直径に応じた大きさにされている。例えば、図面の左側から右側に向かって、直径が大きいものから小さいものにされている。すなわち、左側の触媒微粒子１０Ａの直径が大きくされて、右側に行くにしたがって触媒微粒子１０Ｂ〜１０Ｅの直径が段階的に小さくされている。
なお、触媒微粒子１０をカーボンナノチューブ２の直径に応じた大きさにする方法として、スパッタリングなどの方法により形成する薄膜の厚みを左側から右側に行くにしたがって薄くされる。スパッタリングを用いる場合は、スパッタ条件（スパッタ時間・スパッタ源と薄膜形成面との距離）により薄膜の厚みを変えることができる。また、スパッタ源と薄膜形成面との距離を変化させることにより、薄膜の厚みを変化させることができるため、やはり、カーボンナノチューブ２の直径を変化させることができる。
そして、図２Ｂに示すように、熱ＣＶＤ（化学気相成長）法により、鉄の触媒微粒子１０上にカーボンナノチューブ２を形成する。このとき、触媒微粒子１０の大きさに応じて、その上面に形成されるカーボンナノチューブ２の直径つまり太さが決まる。すなわち、直径が段階的に小さくなるチューブ列２Ａ〜２Ｅが得られる。
次に、上述したように直径が段階的に変化されたカーボンナノチューブ２を用いた太陽電池１の製造方法について説明する。
まず、上下方向で複数並置されるとともにその直径が一方側から他方側に向かって段階的に変化させられてなるカーボンナノチューブ２の両端部すなわち上下端部を残してまず中間部分に透明性絶縁樹脂材料を、例えば紫外線硬化樹脂（水ガラスなどでもよい）５を含浸させて固める。
次に、上記カーボンナノチューブ２の下端側に、当該カーボンナノチューブ２よりも電気陰性度が小さい物質（例えば、Ｈ、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｃａ、Ｒｂ、ＦｅおよびＣｕのうちいずれかの元素またはこれら元素のうちいずれかを含む化合物などが用いられる）Ｎを、真空蒸着法、スパッタリングなどにより付着させる。なお、物質Ｎが化合物の場合は、この物質Ｎを溶媒に溶かして上記カーボンナノチューブ２の下端側に塗布し、乾燥させてもよい。これにより、カーボンナノチューブ２の下端側がｎ型半導体（ｎ型層）にされる。
次に、上記カーボンナノチューブ２の上端側に、当該カーボンナノチューブ２よりも電気陰性度が大きい物質（例えば、Ｎ、Ｏ、Ｆ、Ｓ、ＣｌおよびＢｒのうちいずれかの元素またはこれら元素のうちいずれかを含む化合物などが用いられる）Ｐを、真空蒸着法または吸着法などにより付着させる。なお、物質Ｐが化合物の場合は、この物質Ｐを溶媒に溶かして上記カーボンナノチューブ２の上端側に塗布し、乾燥させてもよい。これにより、カーボンナノチューブ２の上端側がｐ型半導体（ｐ型層）にされる。
具体的には、カーボンナノチューブ２の下端部は１μｍ程度の長さに、また上端部は５μｍ程度の長さにされている。このように、カーボンナノチューブ２の上端部を長くしているのは、上端部分を屈曲させて周囲における他のカーボンナノチューブ２と接触させるためである。また、図１に示すように、カーボンナノチューブ２の上端部同士を金属カーボンナノチューブ２（２ａ）で接続させるようにしてもよい。
そして、カーボンナノチューブ２の上端部には、所定間隔置きに設けられてカーボンナノチューブ２に接触する線状電極である電極線４が配置される。
また、カーボンナノチューブ２の下端部には、金属電極（例えば、Ａｇ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｌなどが用いられるが、金属カーボンナノチューブ、グラフェンなども用いることができる）３が接触して配置されている。
さらに、上記カーボンナノチューブ２の上端部表面には、電池そのものを保護するための透明な窓部材６が配置される。
このようにして太陽電池１が製造される。
この太陽電池１の作用について説明すると、太陽光が上部の窓部材６から入射されてカーボンナノチューブ２に吸収されることにより、カーボンナノチューブ２の内部に電子と正孔とが発生する。
すなわち、カーボンナノチューブ２の上端部はｐ型半導体層（ｐ型層）に、下端部はｎ型半導体層（ｎ型層）にされ、しかも中間部分は真性半導体層（ｉ型層）にされて電位勾配を有しているため、正孔はｐ型であるカーボンナノチューブ２の上端部に引き寄せられるとともに電子はｎ型であるカーボンナノチューブ２の下端部に引き寄せられる。この電子と正孔とをそれぞれ電極３，４を通して取り出すことにより電流が得られ、太陽電池１としての機能が発揮される。
次に、上記太陽電池１を用いた太陽電池装置１１について説明する。
この太陽電池装置１１は、図３に示すように、上記太陽電池１に太陽光を例えば５つの波長領域に分光して導くためのプリズムなどの分光器（分光素子と呼ぶこともできる）１２と、太陽電池１の列状のカーボンナノチューブ２により得られた電気を電気配線１３を介して導き所定電圧に調整するための電圧調整器（電圧出力回路でもある）１４とを具備することで構成されており、その詳細については後述する。なお、分光器１２の手前には、太陽光を集める集光用レンズ部１５が配置される。
この集光用レンズ部１５としては、例えば、焦点距離が異なる凸レンズおよび焦点距離が異なるシリンドリカルレンズが用いられている。
すなわち、この集光用レンズ部１５は、焦点距離が長い第１凸レンズ１５ａと焦点距離が短い第２凸レンズ１５ｂと、焦点距離が長い第１シリンドリカルレンズ１５ｃと、焦点距離が短い第２シリンドリカルレンズ１５ｄとから構成されている。
したがって、第１凸レンズ１５ａで集光されて第２凸レンズ１５ｂで太陽光の幅が調整された後、第１シリンドリカルレンズ１５ｃと第２シリンドリカルレンズ１５ｄとで入射光の短冊化およびその幅の調整が行われて、平行光線で出射することになる。
そして、この平行光線を分光器１２により、分光光線として太陽電池１（正確には窓部材６上）に入射させる。
すなわち、太陽電池１の各チューブ列２Ａ〜２Ｅに太陽光の分光が照射されるように、分光器１２を配置し、分光された光線が、それぞれの波長に対応するチューブ列２Ａ〜２Ｅの窓部材６上に導かれるようにする。
そして、各金属電極３に電気配線１３を介して電圧調整器１４が接続されて、それぞれ所定の電圧が得られるようにされている。なお、この電圧調整器１４は、チューブ列２Ａ〜２Ｅに電気配線１３を介して接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ１６と、これらＤＣ／ＤＣコンバータ１６に電気配線１７を介して接続された電力加算部１８とから構成されて、所定電圧の電力が出力される。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６は、各チューブ列２Ａ〜２Ｅから取り出される電圧が同一（所定電圧）となるように調整（変換）するためのものである。
ここで、カーボンナノチューブ２の直径が異なる場合の光電変換能力、すなわちエネルギーのバンドギャップについて簡単に説明しておく。
カーボンナノチューブの直径が異なると、それぞれのバンドギャップの値が異なり、したがって分光された太陽光が持っているエネルギー（ｈν）と等しいバンドギャップを持った直径のカーボンナノチューブを作っておけばよいことになる。
すなわち、バンドギャップの異なるカーボンナノチューブ（バンドギャップがＥｇ１〜Ｅｇｎ、但し、Ｅｇｎ−１＜Ｅｇｎ）がｎ個ある場合、Ｅｇ２より小さくＥｇ１以上のエネルギーをもった光はバンドギャップＥｇ１の太陽電池で受光されて光電変換が行われる。また、Ｅｇ３より小さくＥｇ２以上のエネルギーをもった光については、バンドギャップＥｇ２の太陽電池で受光されて光電変換が行われる。以下、同様に、バンドギャップＥｇｎを越え、紫外線までの最大エネルギーを有する光については、Ｅｇｎのバンドギャップを持った太陽電池で受光して光電変換が行われる。
図４に、本発明に係る太陽電池のエネルギーバンド図を示す。
図４は、カーボンナノチューブの直径が１ｎｍの場合を示しており、そのバンドギャップＶｇｃｎｔは０．８３５２ｅＶである。また、カーボンナノチューブのバンドギャップＶｇｃｎｔは、下記（１）式で示すように、その直径ｄｔに応じて変化する。
Ｖｇｃｎｔ＝０．８３５２／ｄｔ ・・・（１）
すなわち、カーボンナノチューブの直径を制御することにより、太陽電池から得られる電圧を調整することができる。
すなわち、カーボンナノチューブの直径を制御することにより、太陽電池から得られる電圧を調整することができる。
なお、本発明に係る太陽電池のエネルギーバンド（図４に示す）について説明しておく。
ｐ型半導体層ではドーパントにより、価電子帯（充満帯）Ｅｖの少し上側（１０ｍＶ程度）にアクセプタレベル（不純物準位）Ｅａがあり、ここに電子が存在し、そのフェルミレベルＥｆｐは価電子帯の最上レベルとアクセプタレベルＥａの中間レベルとなる。
一方、ｎ型半導体層ではドーパントにより、伝導帯Ｅｃの少し下側（１０ｍＶ程度）にドナーレベル（不純物準位）Ｅｄがあり、ここにホールが存在し、そのフェルミレベルＥｆｎは伝導帯最下面とドナーレベルの中間レベルとなる。
すなわち、カーボンナノチューブの中間部分より上側にｐ型ドーパント、下側にｎ型ドーパントを付着させるとｐｉｎ接合が得られ、しかも、ｐｉｎ接合ではフェルミレベル同士（ＥｆｐとＥｆｎ）が一致して平衡となるため、図４に示すようなバンド図が得られる。図４から、電位勾配はｐ型層からｎ型層に傾斜していることが分かる。
したがって、この傾斜電位内に太陽光（光子）が入射すると価電子帯（充満帯）の電子を伝導帯に励起させて、価電子帯にはホールができ、電子は電位勾配でｎ型層に流れ、ホールは電位勾配でｐ型層に流れ、外部に接続された回路に電流が流れる。
この太陽電池の構成によると、直径が段階的に変化されたカーボンナノチューブを用いるとともに、これらカーボンナノチューブの金属電極寄り端部に当該カーボンナノチューブより電気陰性度の小さい物質を付着させてｎ型層を形成し、それぞれの他端側の電極線に当該カーボンナノチューブより電気陰性度の大きい物質を付着させてｐ型層を形成し、且つそれぞれの中間部分を真性半導体としてのｉ型層としたので、カーボンナノチューブをｐｎ接合とする場合よりも電位勾配が緩やかにしかもその範囲が長くなるため（ｐｎ接合の場合、電位勾配が急峻で短い範囲しかないので、この短い範囲（近傍）で吸収した光しか利用できない）、すなわち光電変換可能な太陽光を吸収できる範囲が長くなるため、太陽光の持つエネルギーの変換効率の向上を図ることができる。
また、上記太陽電池装置の構成によると、太陽光の広範囲の波長領域に亘って光電変換を行うことができる太陽電池を用いたので、エネルギーの変換効率が優れた、すなわち光電変換効率が優れたものが得られる。
上記説明においては、カーボンナノチューブの直径を触媒微粒子の大きさにより調整するようにしたが、ポーラス構造の基板を用いて、その穴に触媒微粒子を固定してもよい。これにより、ポーラス構造の基板の穴径を変えることで、カーボンナノチューブの直径を調整することができる。
ところで、上記実施の形態においては、カーボンナノチューブの中間部分を透明性絶縁材料で覆うことによりｉ型層を形成したが、透明性絶縁材料で覆わずに単にカーボンナノチューブだけの構成としてもよい。
また、上記実施の形態においては、カーボンナノチューブの上端部に、電極となる電極線すなわち線状電極を配置したが、例えば網状電極（金属網体）を配置してもよく、またＩＴＯなどからなる平板状の透明電極を配置するようにしてもよい。これらの場合、カーボンナノチューブの上端部を屈曲させてこれらカーボンナノチューブ同士を接触させる必要はない。また、透明電極を配置する場合には、窓部材も必要としない。なお、線状電極および網状電極については、線以外の部分から太陽光が通過し得るという意味で、透光性を有する電極の一例として示している。
さらに、上記実施の形態においては、カーボンナノチューブの中間部分を透明性導電材料により含浸させたが、含浸させなくてもよい。
また、上記実施の形態においては、カーボンナノチューブの金属電極寄りの下端部にｎ型層を形成し、カーボンナノチューブの電極線寄りの上端部にｐ型層を形成すると説明したが、カーボンナノチューブの金属電極寄りの下端側にｐ型層を形成し、カーボンナノチューブの電極線寄りの上端側にｎ型層を形成してもよい。この他の実施の形態に係る太陽電池を図５に基づき簡単に説明しておく。
すなわち、図５に示すように、この太陽電池２１は、所定方向でもって複数並置された、すなわち上下方向で複数並置された半導体カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）２２と、これら各カーボンナノチューブ２２の一端側に配置された金属電極（第１の電極）２３と、これら各カーボンナノチューブ２２の他端側である太陽光の入射側に配置された集電部材である線状電極（第２の電極の一例）としての電線（以下、電極線と称す）２４とを具備し、上記並置されたカーボンナノチューブ２２の直径を一方側から他方側に向かって段階的に変化させるとともに、上記カーボンナノチューブ２２の金属電極２３寄りの下端部に当該カーボンナノチューブ２２より電気陰性度の大きい物質Ｐを付着させてｐ型層を形成し、上記カーボンナノチューブ２２の電極線２４寄りの上端部に当該カーボンナノチューブ２２より電気陰性度の小さい物質Ｎを付着させてｎ型層を形成し、上記カーボンナノチューブ２２の中間部分を透明性絶縁材料２５で覆うことによりｉ型層（真性半導体層）を形成したものである。なお、図１に示す太陽電池と同様に、上下方向で配置されたカーボンナノチューブ２２の上端部同士を接続するための金属カーボンナノチューブ２２（２２ａ）が設けられている。
上記両実施の形態に係る太陽電池の構成を、纏めて具体的に記載すると以下のようになる。
すなわち、この太陽電池は、所定方向でもって複数並置されたカーボンナノチューブと、これら各カーボンナノチューブの一端側に配置された第１の電極（金属電極）と、これら各カーボンナノチューブの他端側である太陽光の入射側に配置された透光性を有する第２の電極（線状電極若しくは網状電極または透明な板状電極）とを具備し、
さらに上記カーボンナノチューブの第１の電極寄り端部に、当該カーボンナノチューブより電気陰性度の小さい物質を付着させてｎ型層を、または当該カーボンナノチューブより電気陰性度の大きい物質を付着させてｐ型層を形成するとともに、上記カーボンナノチューブの第２の電極寄り端部に、当該カーボンナノチューブより電気陰性度の大きい物質を付着させてｐ型層を、または当該カーボンナノチューブより電気陰性度の小さい物質を付着させてｎ型層を形成し、且つ上記カーボンナノチューブの中間部分を真性半導体層にしたものである。
さらに上記カーボンナノチューブの第１の電極寄り端部に、当該カーボンナノチューブより電気陰性度の小さい物質を付着させてｎ型層を、または当該カーボンナノチューブより電気陰性度の大きい物質を付着させてｐ型層を形成するとともに、上記カーボンナノチューブの第２の電極寄り端部に、当該カーボンナノチューブより電気陰性度の大きい物質を付着させてｐ型層を、または当該カーボンナノチューブより電気陰性度の小さい物質を付着させてｎ型層を形成し、且つ上記カーボンナノチューブの中間部分を真性半導体層にしたものである。
Claims (9)
- 所定方向でもって複数並置されたカーボンナノチューブと、これら各カーボンナノチューブの一端側に配置された第１の電極と、これら各カーボンナノチューブの他端側である太陽光の入射側に配置された透光性を有する第２の電極とを具備し、
上記各カーボンナノチューブの一端側をｐ型層またはｎ型層に形成するとともに、他端側をｎ型層またはｐ型層に形成し、且つ中間部分を真性半導体としてのｉ型層に形成したことを特徴とする太陽電池。 - カーボンナノチューブより電気陰性度の小さい物質を付着させることによりｎ型層を得るとともに、カーボンナノチューブより電気陰性度の大きい物質を付着させてｐ型層を得るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
- 真性半導体層であるカーボンナノチューブの中間部分を透明性絶縁材料で覆ったことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
- 電気陰性度の大きい物質として、Ｎ、Ｏ、Ｆ、Ｓ、ＣｌおよびＢｒのうちいずれか、またはこれらのいずれかを含む化合物を用いたことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池。
- 電気陰性度の小さい物質として、Ｈ、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｃａ、Ｒｂ、ＦｅおよびＣｕのうちいずれか、またはこれらのいずれかを含む化合物を用いたことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池。
- 所定方向でもって複数並置されたカーボンナノチューブの直径を、一端側から他端側に向かって段階的に変化させたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
- 第２の電極として、線状電極若しくは網状電極または透明な板状電極を用いたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
- 第１の電極として、金属電極を用いたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
- 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の太陽電池を用いた太陽電池装置であって、
太陽電池の第２の電極の表面に、太陽光を分光させる分光器を配置するとともに、この太陽電池における各カーボンナノチューブにて得られた電気を所定電圧に調整する電圧調整器を具備したことを特徴とする太陽電池装置。
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| JP2011044511A (ja) * | 2009-08-20 | 2011-03-03 | Hitachi Zosen Corp | 太陽電池およびその製造方法並びに太陽電池装置 |
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- 2012-08-24 JP JP2013531268A patent/JPWO2013031665A1/ja active Pending
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