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有機薄膜太陽電池による室内光エネルギーハーベスティングのための基盤技術創出

研究課題

研究課題/領域番号 18K04241
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21050:電気電子材料工学関連
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

多田 和也  兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (90305681)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード有機太陽電池 / 室内光エネルギー・ハーベスティング / ベイズ推定 / 無修飾フラーレン / 電気泳動堆積法 / 導電性高分子 / 非ハロゲン系溶媒 / 有機薄膜太陽電池 / PWM変調 / 等価回路モデル / 室内光エネルギーバーべスティング
研究成果の概要

無修飾フラーレンを用いた有機薄膜太陽電池は,有機薄膜太陽電池で通常使用される化学修飾型フラーレンには見られない耐熱性を有する。この起源について,太陽光~室内光にわたる広い照射光強度範囲の動作特性や膜の微視的な構造と関連付けて調査した。一方,等価回路モデル構築には等価回路中の各パラメータの正確な見積もりが必要となる。これまで用いられてきた非線形最小二乗法の原理的な欠点を解消するベイズ推定法による等価回路パラメータ推定に初めて成功した。また,LED照明の調光に使用される事の多いPWM変調が太陽電池の発電特性に与える影響や,電気泳動堆積法による太陽電池用有機材料の製膜についても検討を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

IoTの実現に不可欠な無線センサーノードのエネルギー源として,エネルギーハーベスティングデバイスを用いた環境エネルギーの利用に注目が集まっています。環境エネルギーの中でも,屋外や工場,事務所などといった場所では,エネルギー密度が高く,アクセスも容易な光エネルギーが第一の選択肢といえます。本研究では,このような目的に有機太陽電池を上手に利用する上での基本的な技術を開発しました。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Different colloidal particle formation process between conjugated polymer and unmodified C<sub>60</sub> in preparation of suspension for electrophoretic deposition by reprecipitation method2022

    • 著者名/発表者名
      Tada Kazuya、Fujimoto Daiya
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 61 号: SE ページ: SE1002-SE1002

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac4167

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bayesian Estimation of Equivalent Circuit Parameters of Photovoltaic Cell with S‐Shaped Current?Voltage Characteristic2021

    • 著者名/発表者名
      Tada Kazuya
    • 雑誌名

      physica status solidi (a)

      巻: 218 号: 24 ページ: 2100403-2100403

    • DOI

      10.1002/pssa.202100403

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance evaluation method of dye-sensitized solar cell under modulated illumination2021

    • 著者名/発表者名
      Tada Kazuya
    • 雑誌名

      Molecular Crystals and Liquid Crystals

      巻: 727 号: 1 ページ: 2-8

    • DOI

      10.1080/15421406.2021.1946960

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bayesian estimation of equivalent circuit parameters of photovoltaic cells2021

    • 著者名/発表者名
      Tada Kazuya
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 14 号: 4 ページ: 046502-046502

    • DOI

      10.35848/1882-0786/abeb25

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of fullerene substituent on low-light characteristics of polymer: fullerene bulk heterojunction solar cells2020

    • 著者名/発表者名
      Tada Kazuya
    • 雑誌名

      Molecular Crystals and Liquid Crystals

      巻: 705 号: 1 ページ: 65-70

    • DOI

      10.1080/15421406.2020.1741825

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of fullerene substituent on thermal robustness in polymer:fullerene bulk heterojunction solar cells2020

    • 著者名/発表者名
      Tada Kazuya
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 59 号: SD ページ: SDDD03-SDDD03

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab4edd

    • NAID

      210000157389

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lighting flicker: a blind spot in indoor photovoltaic cell characterization2020

    • 著者名/発表者名
      Tada Kazuya
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 13 号: 2 ページ: 024005-024005

    • DOI

      10.35848/1882-0786/ab6fb2

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] LEDを用いた簡易型分光感度特性測定装置の改良2019

    • 著者名/発表者名
      荒川巧,多田和也
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 139 号: 12 ページ: 1527-1528

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.139.1527

    • NAID

      130007754522

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 年月日
      2019-12-01
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calculation of Error in Series/Shunt Resistance Estimated from Current-Voltage Slope Using Exact Analytical Expressions with Roberts g-Function2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Tada
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: 14 号: 2 ページ: 333-334

    • DOI

      10.1002/tee.22813

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] What Do Apparent Series and Shunt Resistances in Solar Cell Estimated by I-V Slope Mean?: Study with Exact Analytical Expressions2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Tada
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi A

      巻: 215 号: 23 ページ: 1800448-1800448

    • DOI

      10.1002/pssa.201800448

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] S字 I-V特性を有する太陽電池の等価回路パラメータのベイズ推定法を用いた抽出2022

    • 著者名/発表者名
      多田和也
    • 学会等名
      第69回 応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ベイズ推定法を用いた太陽電池の等価回路パラメータの抽出2021

    • 著者名/発表者名
      多田和也
    • 学会等名
      第82回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 有機薄膜太陽電池の低環境負荷化と室内光発電への応用2021

    • 著者名/発表者名
      多田和也
    • 学会等名
      令和3年電気関係学会関西連合大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Different Colloidal Particle Formation Process between Conjugated Polymer and C60 in Preparation of Suspension for Electrophoretic Deposition by Reprecipitation Method2021

    • 著者名/発表者名
      K. Tada and D. Fujimoto
    • 学会等名
      11th International Conference on Flexible and Printed Electronics (ICFPE 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extraction of equivalent circuit parameters of photovoltaic cell from current-voltage characteristic using Bayesian estimation2021

    • 著者名/発表者名
      K. Tada
    • 学会等名
      India-Japan Workshop on ‘Biomolecular Electronics & Organic Nanotechnology for Environment Preservation’ (IJWBME 2020)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extraction of equivalent circuit parameters of photovoltaic cell with S-shaped current-voltage characteristic using Bayesian estimation2021

    • 著者名/発表者名
      K. Tada
    • 学会等名
      2021 KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics (KJF-ICOMEP 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PWM照明下における室内光向け太陽電池の特性評価2020

    • 著者名/発表者名
      多田和也
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 印加電圧の違いによる電気泳動堆積法を用いた導電性高分子製膜の考察2020

    • 著者名/発表者名
      難波克好,多田和也
    • 学会等名
      2020年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 導電性高分子: C60複合体電気泳動堆積膜の組成比の推定2020

    • 著者名/発表者名
      藤本乃哉,多田和也
    • 学会等名
      2020年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 再沈法により作製した導電性高分子:C60複合微粒子中のC60の分散状態2020

    • 著者名/発表者名
      藤本乃哉,多田和也
    • 学会等名
      令和2年電気関係学会関西連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of fullerene substituent for thermal robustness in polymer:fullerene bulk heterojunction solar cells2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Tada
    • 学会等名
      The International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE10)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Fullerene Substituent on Low-Light Characteristics of Polymer:Fullerene Bulk Heterojunction Solar Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Tada
    • 学会等名
      KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics (KJF-ICOMEP 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高分子:フラーレンバルクヘテロジャンクション型太陽電池の低照射光強度特性におけるフラーレン置換基の効果2019

    • 著者名/発表者名
      多田和也
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機薄膜太陽電池の室内光エネルギー・ハーベスティング応用に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      多田和也
    • 学会等名
      第321回電気材料技術懇談会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] LEDを用いた簡易型分光感度特性測定装置の開発2019

    • 著者名/発表者名
      荒川巧,多田和也
    • 学会等名
      第320回電気材料技術懇談会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 電気泳動堆積法による導電性高分子:C60複合体薄膜の作製2019

    • 著者名/発表者名
      藤本乃哉,多田和也
    • 学会等名
      令和元年電気関係学会関西連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 電気泳動堆積法を用いた導電性高分子製膜に対する印加電圧の効果2019

    • 著者名/発表者名
      難波克好,多田和也
    • 学会等名
      令和元年電気関係学会関西連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 改良型簡易型分光感度特性測定装置の無線化と再現性の評価2019

    • 著者名/発表者名
      荒川巧,多田和也
    • 学会等名
      令和元年電気関係学会関西連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 無修飾フラーレンを用いた塗布型有機薄膜太陽電池の開発2019

    • 著者名/発表者名
      多田和也
    • 学会等名
      第318回電気材料技術懇談会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Relationship between series resistance in solar cell estimated from current-voltage slope at open-circuit condition and that in equivalent circuit2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Tada
    • 学会等名
      10th International Symposium on Organic Molecular Electronics (ISOME 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Polymer Solar Cell Using Unmodified Fullerene Prepared with Non-halogenated Solvent2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Tada
    • 学会等名
      India-Japan Workshop on ‘Biomolecular Electronics & Organic Nanotechnology for Environment Preservation’ (IJWBME 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 無修飾フラーレンを用いた有機薄膜太陽電池の作製とその特性2018

    • 著者名/発表者名
      多田和也
    • 学会等名
      有機EL討論会 第27回例会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 短絡及び開放時のI-Vスロープから求めた太陽電池の直/並列抵抗における誤差の計算2018

    • 著者名/発表者名
      多田和也
    • 学会等名
      電子情報通信学会有機エレクトロニクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] LEDを用いた簡易型分光感度特性測定装置の改良2018

    • 著者名/発表者名
      荒川巧,多田和也
    • 学会等名
      平成30年電気関係学会関西連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 導電性材料の設計,導電性制御および最新応用展開2021

    • 著者名/発表者名
      執筆者:82名、技術情報協会
    • 総ページ数
      983
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861048678
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      https://www.eng.u-hyogo.ac.jp/eecs/tada/tada.htm

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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