| 研究課題/領域番号 |
16H02117
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
光工学・光量子科学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
湯上 浩雄 東北大学, 工学研究科, 教授 (60192803)
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| 研究分担者 |
金森 義明 東北大学, 工学研究科, 准教授 (10333858)
清水 信 東北大学, 工学研究科, 助教 (60706836)
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| 研究協力者 |
井口 史匡
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
42,250千円 (直接経費: 32,500千円、間接経費: 9,750千円)
2018年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
2017年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
2016年度: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
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| キーワード | 熱光起電力発電 / 熱輻射 / 太陽エネルギー / 熱ふく射 / スペクトル制御 / 熱ダイオード / フォトニック結晶 / エネルギー変換 / 熱光起電力 / 波長選択性熱放射 / マイクロキャビティ / 熱放射準単色化 |
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| 研究成果の概要 |
ソーラー熱光起電力発電は単接合セルで多接合セル並みの高効率発電が期待でき、蓄熱システムとの親和性が高いことから次世代太陽エネルギー変換技術として期待されている技術である。本研究の成果である熱輻射スペクトル制御に基づく熱ダイオード技術は入力した太陽光を非常に高い効率で光起電力セルまで導くための重要な技術である。本研究開発によって実験的にGaSbセルを用いたシステムとしては世界最高効率である変換効率5.6%を達成し、変換効率20％以上が期待できるシステムを構築することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
太陽エネルギー利用は今後さらに重要度を増すことが予想されており発電効率の向上および蓄電によるピークシフトといった課題の解決が必要である。ソーラーTPV発電は潜在的に高発電効率が達成可能であり、蓄熱システムとの親和性が高いため次世代太陽エネルギー利用技術として期待できる。本研究成果はソーラーTPV発電システム実現の上で重要な課題であった太陽光から光電変換セルまでのエネルギー輸送効率向上に大きく寄与するものであり、また、他の熱利用システムにおいても応用が期待される。本研究開発により発電効率20％達成への道筋を見出すことができ、ソーラーTPV発電実現へ前進する重要な成果が得られたと考えている。
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