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可視光透過-赤外吸収プラズモンナノ粒子を用いた透明太陽電池への展開

研究課題

研究課題/領域番号 18K14074
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分28010:ナノ構造化学関連
研究機関東京理科大学 (2019)
京都大学 (2018)

研究代表者

川脇 徳久  東京理科大学, 理学部第一部応用化学科, 助教 (60793792)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードプラズモン / ナノ粒子 / 太陽電池 / ナノ材料 / 光電変換 / 光物性
研究成果の概要

可視光を透過し、赤外域にプラズモンに基づく強い光吸収を示す半導体プラズモニックナノ粒子(ITO, CuS)を合成する。さらに、半導体プラズモニックナノ粒子からバルク半導体・金属への『プラズモン誘起電荷分離現象』を実証する。最終的に、高い透明性とエネルギー変換効率を有したプラズモン透明太陽電池を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

半導体プラズモニックナノ粒子は、バルク半導体とのp-n接合によるバンドエンジニアリングによって、電荷再結合の抑制が期待できる。また、近赤外領域だけに光吸収をもつ半導体プラズモニックナノ粒子を光吸収層として用いると、可視光域を完全に透明化した太陽電池の作製が可能となる。これにより、従来のナローバンドギャップ赤外太陽電池にはあり得ないプラズモニックナノ粒子特有の光電気化学デバイスの創製が可能となる。高い可視光透明性と赤外光を光電変換可能な太陽電池が実現されれば、車や建物の窓ガラス・スマートフォンなど設置可能な面積が飛躍的に拡大し、大きな市場価値が望める。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Carrier-Selective Blocking Layer Synergistically Improves the Plasmonic Enhancement Effect2019

    • 著者名/発表者名
      Kawawaki Tokuhisa、Nakagawa Tatsuo、Sakamoto Masanori、Teranishi Toshiharu
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 印刷中 号: 21 ページ: 8402-8406

    • DOI

      10.1021/jacs.9b01419

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Clear and transparent nanocrystals for infrared-responsive carrier transfer2019

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Masanori、Kawawaki Tokuhisa、Kimura Masato、Vequizo Junie Jhon M.、Matsunaga Hironori、Ranasinghe Chandana Sampath Kumara、Yamakata Akira、Matsuzaki Hiroyuki、Furube Akihiro、Teranishi Toshiharu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 406-406

    • DOI

      10.1038/s41467-018-08226-2

    • NAID

      120006554836

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Long-lived and Efficient Transfer of Plasmon-induced Hot Electron for Photoelectrochemical Energy Conversion2019

    • 著者名/発表者名
      T. Kawawaki, M. Sakamoto, T. Teranishi
    • 学会等名
      The 4th International Workshop on Advanced Nanoscience and Nanomaterials 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synergistically Improvement of the Plasmonic Enhancement Effect Using by Carrier S elective Blocking Layer2019

    • 著者名/発表者名
      T. Kawawaki, M. Sakamoto, T. Teranishi
    • 学会等名
      Materials Research Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] キャリア選択的ブロッキング層を用いたプラズモニック光触媒の開発2019

    • 著者名/発表者名
      川脇 徳久, 坂本 雅典, 寺西 利治
    • 学会等名
      ナノ学会第17回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] キャリア選択的ブロッキング層を用いたCdS光触媒による水分解活性のプラズモン増強2019

    • 著者名/発表者名
      川脇 徳久, 坂本 雅典, 寺西 利治
    • 学会等名
      電気化学会第86回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] ホームページ

    • URL

      https://www.rs.kagu.tus.ac.jp/negishi/kawawakikojin.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 寺西研究室

    • URL

      https://www.scl.kyoto-u.ac.jp/~teranisi/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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