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Development of new bidirectional wavelength conversion material for improving efficiency of solar cells

Research Project

Project/Area Number 17K00666
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Design and evaluation of sustainable and environmental conscious system
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

Samata Hiroaki  神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (90265554)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords多元系酸化物 / 結晶合成 / 液相中合成 / 光物性 / 波長変換 / アップコンバージョン / 太陽電池 / ダウンシフト / 発電効率 / フラックス法 / 温度消光 / 再生可能エネルギー
Outline of Final Research Achievements

In this study, we have synthesized substituted crystals based on multi-component oxides using the liquid phase synthesis method we have developed. We have developed new multi-component oxides with bidirectional wavelength conversion by evaluating the physical properties of high-quality crystals. It was found that the developed material simultaneously exhibits a downshift that converts ultraviolet light into visible light and an up-conversion that converts infrared light into visible light. Furthermore, it was clarified that applying a composite film including this material to an amorphous silicon solar cell is effective in improving power generation efficiency.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、良質な結晶を合成することが困難な多元系酸化物において、通常の固相反応法よりも低い温度で、最大七つの元素を含む結晶の合成に成功した。本手法を用いれば、他の多元系酸化物においても良質な結晶の合成が可能になることが予想される。また、新しい双方向波長変換材料を開発し、波長変換型太陽電池の有用性を示した。長波長光を短波長光に変換するアップコンバージョンは、太陽電池の高効率化以外にも、光医療やレーザ技術、水素製造などその応用範囲が広く、本研究で得られた成果は物質科学の学術的基盤形成の上で意義のあるものと考える。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Wavelength conversion characteristics of Y1-x-yErxYbyBaZn3AlO72019

    • Author(s)
      Masashi Hanioka, Yusuke Furukawa, Hiroaki Samata
    • Journal Title

      Optik

      Volume: 180 Pages: 1043-1048

    • DOI

      10.1016/j.ijleo.2018.11.058

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Up- and down-conversion characteristics of Gd1.98-xYbxEr0.02O32018

    • Author(s)
      Masashi Hanioka, Seigo Arimoto, Hiroaki Samata
    • Journal Title

      Optik

      Volume: 154 Pages: 226-233

    • DOI

      10.1016/j.ijleo.2017.10.029

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 水熱合成した賦活剤添加 Na3Al2(PO4)2F3 の蛍光特性2019

    • Author(s)
      浮田治基,佐俣博章
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ZnMoO4: Eu3+ と ZnWO4 の蛍光特性に対するインターカレーションの影響2019

    • Author(s)
      伊井大介,佐俣博章
    • Organizer
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Y0.90-xYbxEr0.10BaZn3AlO7の波長変換コンポジット膜の作製と評価2019

    • Author(s)
      埴岡正史,佐俣博章
    • Organizer
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 2波長光照射時のY0.70Yb0.20Er0.10BaZn3AlO7 の波長変換特性2018

    • Author(s)
      埴岡正史, 佐俣博章
    • Organizer
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] RE3+添加型Gd-AE-Al系酸化物のUC発光の温度消光特性2018

    • Author(s)
      西村優輝, 広岡誠, 佐俣博章
    • Organizer
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Bi添加型Na-Al系リン酸塩化合物の青色発光特性2018

    • Author(s)
      草薙一斗, 佐俣博章
    • Organizer
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] インターカレショによるNa2Ti3O7: Eu3+とK2Ti2O5 の蛍光特性制御2018

    • Author(s)
      安田拓巳, 伊井大介, 佐俣博章
    • Organizer
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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