| 研究課題/領域番号 |
17H03538
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
エネルギー学
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| 研究機関 | 大阪市立大学 |
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研究代表者 |
重川 直輝 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (60583698)
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| 研究分担者 |
金 大貴 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (00295685)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2017年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
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| キーワード | 太陽電池 / 量子効率 / 半導体ナノ粒子 / コアシェル型ナノ粒子 / コアシエル型ナノ粒子 / 内部量子効率 / シリコン太陽電池 / レイヤバイレイヤ法 / LBL法 / 短絡電流 / エネルギー効率化 / ナノ材料 / 光物性 |
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| 研究成果の概要 |
波長変換機能を有し、かつ、優れた発光量子効率を有するMnドープZnSe系コアシェル型半導体ナノ粒子をSi太陽電池表面に堆積し、紫外域（350 nm）における内部量子効率とナノ粒子の光学密度の相関を調べた。ナノ粒子の堆積により内部量子効率が増加すること、シェルドーピングナノ粒子を堆積した太陽電池において、内部量子効率の増加はより顕著であること、を明らかにした。内部量子効率の増加はナノ粒子の波長変換機能に基づくモデルと良い一致を示した。これらの結果により、半導体ナノ粒子による入射光スペクトルのアドオン制御の可能性、太陽電池特性向上の可能性を示すとともに、ナノ粒子の優れた光学特性の有用性を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高い発光量子効率の半導体ナノ粒子を用いることで太陽電池の量子効率を向上可能であること、その増加量をモデル計算により説明可能であることを実証したことにより、従来は主に光学物性の研究対象であった半導体ナノ粒子の波長変換機能が太陽電池特性向上という有用性へとつながる可能性を示した。特に、ナノ粒子の母材となる半導体材料（バンドギャップ）やその粒径（量子サイズ効果）を制御することに依り、太陽電池の設置条件に応じて最適な入射光のスペクトル制御が実現される可能性、設置条件に応じて太陽電池特性を後付けで最適化できる可能性、を示した。
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