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層状ペロブスカイトとイオン液体を活用した交流太陽電池と高速光センサーの発展

研究課題

研究課題/領域番号 16F16039
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 機能物性化学
研究機関名古屋大学

研究代表者

阿波賀 邦夫  名古屋大学, 理学研究科, 教授 (10202772)

研究分担者 KARAK SUPRAVAT  名古屋大学, 理学研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2017-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2016年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2016年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード光電変換 / 交流太陽電池 / 分極電流 / ペロブスカイト
研究実績の概要

我々の日常生活は、太陽光であれ室内灯のような人工光であれ、光に満ち溢れている。環境光というユビキタスなエネルギー源から、得られるエネルギーが仮に微小でも、気軽にまた高効率に、しかも必要なときに発電できればその利点は大きい。我々は最近、有機光電セルにおいて巨大過渡光電流を発見した。我々は、さまざまな実験事実に基づき、巨大過渡光電流の起源を「電極界面の高効率電荷分離とバルク分極の相乗効果」と結論し、この発生に特化した[電極1(M)|電荷分離層(S)|絶縁分極層(I)|電極2(M)](以降、MISM光電セルと呼ぶ。)なる光電セルを提案した。電荷分離層で発生したキャリアが絶縁分極層を分極させ、この分極が電荷分離層での光電荷分離をさらに助長する相乗効果がある。
MISM光電セルを用いたエネルギー変換には、電荷分離層の強い光吸収や効率的な電荷分離が非常に重要となる。そこで我々は、層状ペロブスカイトを電荷分離層として採用し、絶縁分極層としてのイオン液体と組み合わせることでMISM光電セルを試作した。チョッパーで変調(50 Hz)された疑似太陽光から生じる交流電流と電圧を計測することによって、解放端電圧= 0.53 V, 短絡電流= 4.44 mA cm-2, Fill factor= 41.64% が得られた。変換効率は、変調周波数を上げると3%ほどに達し、期待通り大きな交流電流が発生することを見出した。我々は、エネルギー源として室内光も想定しているが、たとえばインバータ制御の蛍光灯は数十kHzで点減している。微弱なエネルギーではあるが、このような光源からもエネルギー得られること突き止めている。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] A perovskite based plug and play AC photovoltaic device with ionic liquid induced transient opto-electronic conversion2016

    • 著者名/発表者名
      Karak, S.; Nanjo, C.; Odaka, M.; Yuyama, K.; Masuda, G.; Matsushita, M. M.; Awaga, K.
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A: Materials for Energy and Sustainability

      巻: 4 号: 23 ページ: 9019-9028

    • DOI

      10.1039/c6ta01427e

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Perovskite based plug and play AC solar cell: a new horizon of energy harvesting2016

    • 著者名/発表者名
      Supravat Karak
    • 学会等名
      Pre-ICMM2016 in Nagoya
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      2016-09-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Organic Transistors and Opto-Electronic Conversion Assisted by Electric Double Layers at Liquid-Solid Interfaces2016

    • 著者名/発表者名
      Kunio Awaga
    • 学会等名
      2016 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EDL Organic Transistors and Photocells2016

    • 著者名/発表者名
      Kunio Awaga
    • 学会等名
      第 12 回日中有機半導体会議
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [産業財産権] 光電変換装置2016

    • 発明者名
      阿波賀邦夫、松下未知雄、Supravat Karak、湯山佳菜子
    • 権利者名
      阿波賀邦夫、松下未知雄、Supravat Karak、湯山佳菜子
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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