| 研究課題/領域番号 |
19H02662
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
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| 研究機関 | 小山工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
加藤 岳仁 小山工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (90590125)
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| 研究分担者 |
加藤 有行 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (10303190)
荒木 秀明 長岡工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (40342480)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
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| キーワード | 電子素子 / 有機無機ハイブリッド太陽電池 / 有機太陽電池 / 薄膜太陽電池 / 相分離構造 / 電荷分離効率 / 有機薄膜太陽電池 / ナノ相分離構造 / キャリアマネージメント / 有機系太陽電池 / 電荷再結合 / 相分離構造制御 / ナノ相分離構造制御 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
超軽量で設置場所に制約が無い、劇的な低コストで導入可能な本提案の新型有機薄膜太陽電池は人々の生活と未来を激変させ、世界のエネルギー事情に明るい未来を創る。発電特性を大きく左右する発電層の内部に形成されるナノ相分離構造の簡便で汎用的な制御手法を構築するとともに、その有用性を電荷生成及び残存効率の観点から明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究は高効率で安価な有機無機ハイブリッド薄膜太陽電池の創製を目指すことを主たる目的とし、光吸収、励起子生成と輸送、電荷分離、電荷輸送を一括して担う、有機無機ハイブリッド発電層の相分離構造に着眼。高い発電特性を得るためには電子ドナー相と電子アクセプター相の微細化と共連続性を有する相分離構造形成が必要であり、且つ、それぞれの界面での電荷再結合を抑制する必要があった。本研究ではキャリアマネージメント層の導入を行い、効率的なキャリアマネージメントの実現による高い発電特性を得るための素子構造を提案し、簡便で精度の高いミクロ-ナノ相分離構造手法による、有機太陽電池における高機能化の可能性を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、ナノ相分離構造制御技術を駆使した「革新的電荷マネージメント層」の創製により、電子デバイスの超高効率化の実現に資するものである。昨今、様々な電子素子やモジュール開発が世界中で行われる中、本研究で確立する簡便で精度の高いキャリアマネージメント技術は様々なフィールドでの活躍が期待できる。特に、2050年のカーボンニュートラルの実現に際し、世界中で注目を浴びている有機系太陽電池の理論限界効率の実現にアプローチする。一方、本研究はNEDOから提示されている2030年の太陽電池の発電コスト目標「7円/kWh」の到達を目指したものであり、当該分野の世界規模の研究をリードする。
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