| 研究課題/領域番号 |
17K14666
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
電子デバイス・電子機器
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
石崎 賢司 京都大学, 工学研究科, 助教 (40638524)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | フォトニック結晶 / 薄膜太陽電池 / 薄型Si太陽電池 / シリコン太陽電池 |
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| 研究成果の概要 |
無尽蔵のエネルギー源である太陽光を活用した太陽光発電は、今後もその重要性が増加すると考えられる。本研究では、シリコン膜厚を10～20μm級へと大幅に薄型化しつつも、高い効率を得るための基盤を築くことを目指した。光の波長オーダの周期構造を有するフォトニック結晶の大面積共振作用の活用を検討し、遺伝的アルゴリズムを用いた構造最適化等を行うことで、700-1100nmの波長域で高い光吸収が得られ、厚さ～20μmでJph=39.1mA/cm2という高い光吸収電流が期待できることを解析的に示すことに成功した。また、薄膜素子の作製法、電極形状・材料等の検討を行い、～17%以上の効率が期待できることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
無尽蔵のエネルギー源である太陽光を活用した太陽光発電は、今後の社会においても、その重要性がますます増加すると考えられる。これまでの主流は、200μm前後の厚さの結晶シリコン太陽電池であったが、Si層を10～20μm級へと大幅に薄型化しつつも高い効率を得ることができれば、コスト低減、フレキシブル化による設置可能場所の拡大等、産業的な優位性が大幅に高まるものと期待される。本研究では、通常と比べて1/10程度の厚さの非常に薄い結晶Si層における光吸収を増大させることが可能であること等を示しており、今後の超薄型結晶Si太陽電池の高効率化に重要な指針を与えるものと位置付けられる。
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