屋内用太陽電池のための光閉じ込め技術の創製

• Project/Area Number: 25K01614
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 28030:Nanomaterials-related
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 久保田 繁 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (60396588)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2028: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2027: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2026: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000); Fiscal Year 2025: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
• Keywords: 太陽電池 / 光閉じ込め / 光学シミュレーション

Outline of Research at the Start

IoTの普及に伴って、高効率の屋内用太陽電池の開発が期待されており、屋内光で高性能を発揮する有機系太陽電池（有機薄膜・ペロブスカイト太陽電池）が注目されている。そこで本研究では、有機系太陽電池の効率を大幅に向上させるため、表面ナノ構造により光の流れを３次元的に制御することで、発電層に光を閉じ込める技術を開発する。ナノ構造の設計においては、屋内の光学環境を考慮した統計的設計法を構築し、有限差分時間領域法(FDTD法)による大規模最適化を行う。さらに、ナノインプリントを用いて光制御構造を試作し、加工精度や残膜の影響を評価することで、実用的かつ優れた光制御技術を確立する。