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近紫外→可視波長変換量子ドットによる太陽電池性能の向上

研究課題

研究課題/領域番号 18H02061
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分36010:無機物質および無機材料化学関連
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

磯部 徹彦  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (30212971)

研究分担者 磯 由樹  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (00769705)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
キーワード蛍光体 / 量子ドット / 波長変換 / 太陽電池
研究成果の概要

太陽電池モジュールでは、部材を紫外光から保護するために、紫外光吸収剤が使用されているので、波長400 nm以下の分光感度が低下している。紫外光吸収剤の代わりに、紫外光を可視光へ変換できる蛍光体を用いれば、太陽電池モジュールの部材を保護するのと同時に、紫外光に対する太陽電池モジュールの分光感度を向上することができる。本研究では、太陽電池モジュールの分光感度の高い可視光に対して透明であり、劣化の原因となる紫外光を可視光へ変換するコア/シェル型CuInS2/ZnSおよびCuGaS2/ZnS量子ドット蛍光体を開発し、これらの量子ドットの波長変換によって太陽電池モジュールの光電変換効率の向上を検討した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、量子ドットのバンドギャップを調節できる特性を活かして、紫外光を可視光へ変換する波長変換材料を太陽電池へ応用するユニークな取り組みであり、学術的な意義がある。また、本研究のような太陽電池の効率を向上させる取り組みは、クリーンエネルギーを有効活用する面から社会的意義は大きい。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書

研究成果

(7件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 単結晶シリコン太陽電池の波長変換材料を目指した量子ドットの開発2021

    • 著者名/発表者名
      磯由樹、磯部徹彦
    • 雑誌名

      機能材料

      巻: 41(4) ページ: 19-27

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Bandgap-Tuned CuInS2/ZnS Core/Shell Quantum Dots for a Luminescent Downshifting Layer in a Crystalline Silicon Solar Module2020

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Yuto、Iso Yoshiki、Isobe Tetsuhiko
    • 雑誌名

      ACS Applied Nano Materials

      巻: 3 ページ: 3417-3426

    • DOI

      10.1021/acsanm.0c00175

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] CuInS2/ZnS量子ドット蛍光膜の単結晶シリコン太陽電池への応用2019

    • 著者名/発表者名
      中村 悠人,磯 由樹,磯部 徹彦
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Application of Fluorescent Films of CuInS2/ZnS Quantum Dots to Monocrystalline Silicon Solar Modules2019

    • 著者名/発表者名
      Yuto Nakamura, Yoshiki Iso, Tetsuhiko Isobe
    • 学会等名
      11th International Symposium on Luminescent Materials Phosphor Safari 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 太陽電池応用を指向したコア/シェル型CuInS2/ZnS量子ドットの作製と特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      中村 悠人,磯 由樹,磯部 徹彦
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 慶應義塾大学 理工学部 応用化学科 光機能材料デザイン研究室

    • URL

      https://www.applc.keio.ac.jp/~isobe/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 慶應義塾大学 理工学部 応用化学科 機能材料デザイン研究室

    • URL

      http://www.applc.keio.ac.jp/~isobe/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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