| 研究課題/領域番号 |
19K21111
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| 補助金の研究課題番号 |
18H05952 (2018)
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 (2019)
補助金 (2018) |
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| 審査区分 |
0402:ナノマイクロ科学、応用物理物性、応用物理工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
朝日 重雄 神戸大学, 工学研究科, 特命助教 (60782729)
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| 研究期間 (年度) |
2018-08-24 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 太陽電池 / フォトンアップコンバージョンに / ガリウムヒ素 / 量子ドット / 2段階光吸収 / 2段階フォトンアップコンバージョン / アップコンバージョン / フォトンアップコンバージョン / アルミニウムガリウムヒ素 / インジウムヒ素量子ドット |
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| 研究開始時の研究の概要 |
現在の太陽電池の主流はシリコンを用いた単接合型太陽電池で、その理論変換効率は30%に制限されることが分かっている。その中で、2個の低エネルギー光子から1個の高エネルギー電子を生成する2段階フォトンアップコンバージョン現象により、透過損失を低減する超高効率太陽電池のコンセプトがある。我々はこの現象に着目し、2段階フォトンアップコンバージョン太陽電池(TPU-SC)を提案した。この太陽電池を実用化するため、現在観測しているアップコンバージョンによる電圧上昇をさらに増強させ、根本的に変換効率を向上させる目途を立てる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では我々が提案している将来の超高効率太陽電池、2段階フォトンアップコンバージョン太陽電池の実現を目指し、その基礎となる研究を行った。本研究において、我々はこの超高効率太陽電池の物理的な側面を明らかにし、今後の解析につながる新たな計測手法を確立、さらに変換効率を向上させる新しい太陽電池構造も見出すことができた。最も大きな成果は、この太陽電池のヘテロ界面に変調ドーピングを施すことによって、アップコンバージョンされた電子の取り出し効率が向上することが分かった。これはこの太陽電池の性能を指せるための大きな指針となり得るものである。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果は、将来の超高効率太陽電池の実現に向けた成果となる。現在のところ、この太陽電池において高い変換効率は実現できていないが、本研究で観測されている物理現象をさらに向上することによって、現在主流の太陽電池時は到達できない高い変換効率を実現することが可能である。太陽電池の変換効率向上は発電コスト低減に直結するため、太陽光発電の大きな普及につながる。これは現在直面している地球温暖化問題の解決に貢献することが期待できる。
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