| 研究課題/領域番号 |
17K05107
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用物理学一般
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| 研究機関 | 東京電機大学 |
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研究代表者 |
佐藤 慶介 東京電機大学, 工学部, 教授 (70366384)
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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 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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| キーワード | シリコンナノ粒子 / 不純物ドーピング / 粒径制御 / テクスチャー構造 / ナノ粒子配列制御 / ウェットプロセス / 無機有機太陽電池 / 発電効率 / ボロンドーピング / リンドーピング / 化学的合成法 / 複合材料・物性 / 量子ドット / ナノ材料 / 太陽電池 / エネルギー効率化 |
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| 研究成果の概要 |
シリコンナノ粒子太陽電池は、原料費の大幅削減による太陽電池の価格低減が可能であり、発電効率も理論上50%以上に向上できるため、太陽電池の普及拡大に向けて期待されている。本研究では、不純物ドープしたシリコンナノ粒子を安価なウェットプロセスにより創製し、安価な有機ポリマーとの組み合わせにより低コストな太陽電池を開発した。本研究成果は、n型もしくはp型ナノ粒子の粒径制御技術、下地テクスチャー基板へのナノ粒子の周期的配列制御技術、ナノ粒子を用いた太陽電池の簡易創製技術を確立し、10.7%の発電効率を得た。さらにセル構造内に電子輸送層を導入することで短絡電流密度を10%以上に向上させる技術も確立した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、コスト低減に有益なウェットプロセスにより製造したn型もしくはp型シリコンナノ粒子に対して粒径ならびに3次元周期配列の制御技術を確立したことで現状約11%の発電効率を有した太陽電池を開発できた。この研究成果は、我が国の政策である再生エネルギーの導入量とエネルギー効率の向上に貢献できる。特に、発電コスト低減に寄与する材料・製造コスト削減と発電効率向上の両立に貢献でき、環境エネルギー問題に取り組む我が国の太陽電池の普及拡大に寄与するものである。よって、本研究で得られた成果は、量子ドット太陽電池や新規太陽電池の開発において基幹技術となるため、学術的および社会的に非常に大きな意義がある。
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