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化合物太陽電池をプリンテッドエレクトロニクス法で形成する手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H03416
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64050:循環型社会システム関連
研究機関東北大学

研究代表者

高橋 英志  東北大学, 環境科学研究科, 教授 (90312652)

研究分担者 横山 俊  東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (30706809)
上高原 理暢  東北大学, 環境科学研究科, 教授 (80362854)
下位 法弘  東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (40624002)
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
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
キーワード化合物太陽電池材料 / 錯体濃度計算 / 硫化反応速度 / インク化 / 化合物太陽電池 / 水溶液中合成 / 錯体構造制御 / プリンテッドエレクトロニクス / CIGS / ナノ材料
研究成果の概要

人類が平等に、国格差や企業規模格差なく太陽光をエネルギー源として享受するためには、誰でも、何処でも、後進国であっても、簡単に、簡易的な設備のみを用いて、太陽電池を作製できるプロセスを開発することが必要である。そこで本研究では、光吸収層となる化合物半導体を低環境負荷で簡単に常温の水溶液中で合成する手法を確立し、インクジェット法や塗布という簡単な方法で化合物太陽電池を形成する技術を開発することを試み、光吸収層材料を用いたインクを作成し、塗膜を形成することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高度な技術と潤沢な資金、エネルギーを投入しゅて太陽光電池を開発することは、先進国では容易である。しかしながら、人類が平等に、国格差や企業規模格差なく太陽光をエネルギー源として享受するためには、誰でも、何処でも、後進国であっても、簡単に、簡易的な設備のみを用いて、太陽電池を作製できるプロセスを開発することが必要である。本研究は後進国でも太陽光利用可能とするための基礎技術となる。

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

    (15件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] One-step synthesis of CuInS2 nanoparticles using aqueous chelated metal complexes as a starting material2021

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Goto, Kouhei Sato, Shun Yokoyama, Hideyuki Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science: Materials in Electronics

      巻: 32 号: 7 ページ: 9531-9539

    • DOI

      10.1007/s10854-021-05616-z

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Precursor-templated synthesis of thermodynamically unfavored platinum nanoplates for oxygen reduction reaction2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuichiro Nakamoto, Ken-ichi Motomiya, Shun Yokoyama, and Hideyuki Takahashi
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 49 号: 44 ページ: 15837-15842

    • DOI

      10.1039/d0dt03338c

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Morphological Control of Carbon-Supported Pt-Based Nanoparticles via One-Step Synthesis2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuichiro Nakamoto, Ryohei Seki, Ken-ichi Motomiya, Shun Yokoyama, Kazuyuki Tohji, Hideyuki Takahashi
    • 雑誌名

      Nano-Structures & Nano-Objects

      巻: 22 ページ: 100443-100443

    • DOI

      10.1016/j.nanoso.2020.100443

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Water phase synthesis method of CuInS2 nanoparticles and its application for photovoltaic device2020

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Takahashi, Mitsuo Goto, Shun Yokoyama
    • 学会等名
      2020 ECS Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 錯体制御技術を利用したCuInS2 粒子の水溶液中合成とその塗布型太陽電池への応用2019

    • 著者名/発表者名
      後藤光生、佐藤康平、横山俊、高橋英志
    • 学会等名
      令和元年度 資源・素材学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [学会発表] 錯体構造制御によるCuInS2粒子の水溶液中合成およびその塗布型太陽電池への応用2019

    • 著者名/発表者名
      後藤光生、横山俊、高橋英志
    • 学会等名
      資源・素材学会 秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Interconnection between Material Synthesis and Recycling Process for Enhanced Sustainability of Platinum2019

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamoto, S. Yokoyama, H. Takahashi
    • 学会等名
      Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of CuInS2 particles in aqueous solution for printable photovoltaic device2019

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Takahashi
    • 学会等名
      236th ECS Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of CIS (Cu-In-S2) solar cell nanoparticles by controlling the concentration of metal complexes in an aqueous solution2019

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Takahashi
    • 学会等名
      235th ECS Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of CuInS2 particles in aqueous solution for printable photovoltaic device2019

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Takahashi
    • 学会等名
      236rd ECS Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カーボン担持されたPt合金ナノ結晶の構造制御とORR触媒活性評価2019

    • 著者名/発表者名
      仲本龍一郎, 関良平, 横山俊, 土田修三, 高橋英志, 田路和幸
    • 学会等名
      電気化学会第86回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 金属イオンの硫化反応速度の制御による化合物太陽電池用CuInS2粒子の水溶液中合成法2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤康平、横山俊、高橋英志、田路和幸
    • 学会等名
      平成30年度資源・素材関係学協会合同秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Snの金属錯体構造の制御を利用した置換型SnドープBi2Te3熱電変換合金ナノ粒子合成法開発の試み2018

    • 著者名/発表者名
      綱島誠悟、横山俊、高橋英志、田路和幸
    • 学会等名
      平成30年度資源・素材関係学協会合同秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Phase Change in the Sulfurization of Tin and Zinc Deposited on Copper Tape for Making CZTS Solar Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Hugo Erawan 横山俊 高橋英志 田路和幸
    • 学会等名
      平成30年度資源・素材関係学協会合同秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Aqueous phase synthesis method of Cu-In-S2 compound solar cell nanoparticles by controlling the metal complexes in original solutions2018

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Takahashi, Kohei Sato, Shun Yokoyama, Kazuyuki Tohji
    • 学会等名
      MRS 2018 fall meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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