2014 Fiscal Year Research-status Report
環境発電を活用するためのフレキシブル薄膜二次電池・太陽電池の複合デバイスの開発
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26340097
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
叶 榮彬 岩手大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60431459)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 再生エネルギー / 持続可能システム / 環境発電 / 薄膜二次電池 / 薄膜太陽電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
環境発電（エネルギー・ハーべスティング）は、身の回りにある光や熱、振動、電波のエネルギーを電気エネルギーに変換し、電池やケーブル等による電力供給を必要とせずに機器等を駆動させる技術である。本研究では、環境発電を活用するためのフレキシブル薄膜二次電池・太陽電池の複合エネルギーデバイスを開発する。
薄膜二次電池の開発では、現在技術で電極薄膜の厚さの最適化により、薄膜電池の容量（24 uAh/cm2）を向上した。更に積層により、薄膜電池の容量が約40 uAh/cm2を得られた。新規電解質LAGPを製膜し、熱処理を行った。XRDを用いてLAGP薄膜の結晶性を評価した。300℃以上では、結晶性有するLAGP薄膜が得られたが、イオン伝導率が低かった（1.0E-8 S/cm）。
有機・無機ハイブリッド太陽電池の開発では、光増感プロセスを用いて光の吸収効率を増加し、太陽電池の性能の向上（2.2 mA/cm2）を確認できた。
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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
(1)現在技術で電極薄膜の厚さの最適化により、薄膜電池の容量（24 uAh/cm2）を向上した。更に積層により、薄膜電池の容量が約40 uAh/cm2を得られた。
(2)新規電解質LAGPを製膜し、熱処理を行った。XRDを用いてLAGP薄膜の結晶性を評価した。300℃以上では、結晶性有するLAGP薄膜が得られたが、イオン伝導率が低かった（1.0E-8 S/cm）。
(3)ZnO薄膜に光増感プロセスを用いて、光の吸収効率と有機・無機ハイブリッド太陽電池の性能を向上した（2.2 mA/cm2）。
(4)薄膜二次電池と有機・無機ハイブリッド太陽電池の複合化について太陽電池の多セル化を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1)薄膜二次電池と有機・無機ハイブリッド太陽電池の複合化について、一番難点が有機・無機ハイブリッド太陽電池の出力電圧は、薄膜電池により低いのため、太陽電池の多セル化による製造プロセスの複雑化になっている。ここでは、低電圧から高電圧への変換技術（DC－DC）を注目し、１セルで薄膜二次電池を充電できるような技術を開発する。
(2)薄膜二次電池の開発では、正極LixMn2O4をLiCoO2にし、電池性能を向上する。LiCoO2薄膜は、アモルファス構造では容量が非常に小さい。高容量を得るため、結晶性の向上が必要である。従って、フレキシブル基板に適用する熱処理プロセスを開発する。
(3)有機・無機ハイブリッド太陽電池の開発では、ZnOナノ規則構造を制御することにより、広い界面を持つために電荷分離効率が高く、なおかつ分離後の電荷の移動がスムーズに行われるため、変換効率が向上すると考えられる。
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| Causes of Carryover |
研究補助者を依頼し謝金を支払う予定だったが、依頼せずに進めることができたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究計画を更に進めるため、研究補助者を依頼する予定である。
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Research Products
(3 results)
