2018 Fiscal Year Annual Research Report
30%超タンデム太陽電池用超薄膜ペロブスカイト太陽電池と光閉じ込め貼り合わせ技術
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16H02451
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
伊原 学 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (90270884)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 工学 / 総合工学 / エネルギー学 / エネルギー生成・変換 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ペロブスカイト/Siハイブリッドタンデム太陽電池は、理論的には３０％以上の変換効率が可能である。しかし、4端子型タンデム構造でさえ、14％程度の変換効率にとどまっている。そのためのKeyとなる技術課題は、1. 赤外光に対して透過なトップ層ペロブスカイト太陽電池の開発、2. ペロブスカイト太陽電池、Siハイブリッド太陽電池のそれぞれの効率を低下させずに2端子タンデム太陽電池を作製する作製方法の開発である。
本研究では、研究代表者らがこれまで先駆け的に研究をおこなってきた自己組織化などによって金属ナノ粒子を配列させ、局在表面プラズモンおよび表面プラズモンポラリトンを利用する“光のマネージメント”（特定波長の量子収率の向上、透過/反射/吸収の制御）によって、「1. タンデムトップセル用“赤外光に対して透過な逆型ペロブスカイト太陽電池”の開発」をおこない、「2.光閉じ込め貼り合わせ技術の開発」をおこなうことで、それぞれのセルへの変換効率への影響を最小限にした高効率ペロブスカイト/Siハイブリッド2端子タンデム太陽電池を開発することを目的としている。
2018年度は、ペロブスカイト層の結晶サイズ、結晶粒界とペロブスカイト太陽電池特性の関係を定量的に調べ、ペロブスカイト層の薄膜化かつ高品質化を実現するための結晶粒径など、マクロな結晶構造についての検討をおこなった。また、「30%超タンデム太陽電池用超薄膜ペロブスカイト太陽電池」実現のために必要なSi単結晶薄膜太陽電池の低コスト化、高効率化技術の提案をおこなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2018年度は、ペロブスカイト層の結晶サイズ、結晶粒界とペロブスカイト太陽電池特性の関係を定量的に調べ、ペロブスカイト層の薄膜化かつ高品質化を実現するための結晶粒径など、マクロな結晶構造についての検討をおこなった。また、「30%超タンデム太陽電池用超薄膜ペロブスカイト太陽電池」実現のために必要なSi単結晶薄膜太陽電池の低コスト化、高効率化技術の提案をおこなった。以上のことから、設定した課題に対して、「おおむね順調に進呈している」と判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度は、ペロブスカイト層の結晶サイズを制御する手法の再検討をおこなうとともに、金属のプラズモン効果を利用した電極の作成について検討する。また、「30%超タンデム太陽電池用超薄膜ペロブスカイト太陽電池」実現のために提案した、“Si単結晶薄膜太陽電池の低コスト化、高効率化技術”によって作成したSi膜の電気物性評価および、Si成膜技術についてさらに検討をおこなう。
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