| 研究課題/領域番号 |
19K04523
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
上出 健仁 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (50454062)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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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 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 熱回収型太陽電池 / 太陽光熱電ハイブリッド / 原理実証 / 設計理論 / 太陽光発電 / 熱電効果 / 熱回収 / 結晶シリコン / 開放電圧 / 熱電変換 / 太陽電池 / ホットキャリア太陽電池 / SQ限界 / 温度特性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
従来棄てられている自身の排熱の一部を熱電変換による熱起電力として回収することのできる新概念太陽電池「熱回収型太陽電池」の原理実証を行うことを目的とする。これは太陽電池に熱電変換機能を持たせることにより、従来の理論限界（SQ限界）を超えるエネルギー変換効率が得られることを実証するためのプロジェクトである。
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では、従来棄てられている排熱の一部を熱電変換による熱起電力として回収することのできる新概念太陽電池「熱回収型太陽電池」の原理実証を行うことを目的とした。本課題では特に、太陽光発電(PV)と熱電発電(TE)を組み合わせた直列2端子型PVTEハイブリッド素子に注力し、検証素子の試作と検証実験を通じ信頼性の高い設計理論を確立した。本課題で得られた設計理論を基盤として、PVTEハイブリッド素子の実用化に向けた研究開発が期待される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
太陽光発電(PV)における排熱は太陽電池を温め効率を低下させる。温度当たりの効率減少を示す出力温度係数はどのＰＶモジュールにも表示されており、より小さな負の係数が推奨される。熱電(TE)との組み合わせにより温度特性を向上し発電効率を高めるPVTEハイブリッド発電は有望であるがそのメリットが示されていない。その理由としてハイブリッド発電の設計論が確立されていなかったことがあり、本課題研究はこの点を解決した意義は大きい。市販されているTE素子を使用してハイブリッド素子が正の温度特性を得るための設計条件を示したことにより、本研究は原理実証段階から実用化に向けた開発段階へと前進した。
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