Development of transparent solar cells using plasmonic nanoparticles

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K14074
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 28010:Nanometer-scale chemistry-related
• Research Institution: Tokyo University of Science (2019); Kyoto University (2018)
• Principal Investigator: Kawawaki Tokuhisa 東京理科大学, 理学部第一部応用化学科, 助教 (60793792)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: プラズモン

Outline of Final Research Achievements

We synthesized semiconductor plasmonic nanoparticles that transmit visible light and show strong plasmon-based light absorption in the infrared region. Furthermore, we will demonstrate the "plasmon-induced charge separation" phenomenon from semiconductor plasmonic nanoparticles to bulk semiconductors. Finally, we developed plasmonic transparent solar cells with high transparency and energy conversion efficiency.

Free Research Field

光電気化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

半導体プラズモニックナノ粒子は、バルク半導体とのp-n接合によるバンドエンジニアリングによって、電荷再結合の抑制が期待できる。また、近赤外領域だけに光吸収をもつ半導体プラズモニックナノ粒子を光吸収層として用いると、可視光域を完全に透明化した太陽電池の作製が可能となる。これにより、従来のナローバンドギャップ赤外太陽電池にはあり得ないプラズモニックナノ粒子特有の光電気化学デバイスの創製が可能となる。高い可視光透明性と赤外光を光電変換可能な太陽電池が実現されれば、車や建物の窓ガラス・スマートフォンなど設置可能な面積が飛躍的に拡大し、大きな市場価値が望める。