| 研究課題/領域番号 |
20K05254
|
|---|
| 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28020:ナノ構造物理関連
|
|---|
| 研究機関 | 地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所 (2021-2022)
東京大学 (2020) |
|---|
研究代表者 |
玉置 亮 地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所, 戦略的研究シーズ育成プロジェクト, 研究員(任期有) (10767742)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
|
|---|
| キーワード | 中間バンド型太陽電池 / 量子ドット太陽電池 / 絶対値発光分光 / 光閉じ込め構造 / 超高速分光 / テラヘルツ分光 / シングルショット分光 / 一般化プランク則 / ホットキャリア効果 / 出力電圧維持 / 時間分解分光 / 光マネジメント |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
従来の単接合太陽電池の理論限界を超える、次世代高効率太陽電池の候補である量子ドット中間バンド型太陽電池を対象とし、これまで未達の「出力電圧の維持」を達成するための最適設計の解明を目指す。具体的には、量子ナノ構造のバンドエンジニアリングと光マネジメント技術をデバイス実装し、太陽電池内部の擬フェルミレベル分裂（出力電圧に相当）を直接観測する絶対値発光分光を量子ナノ構造に適用する手法を確立して、出力電圧の向上効果を確認する。最終的には最適化設計による「電圧維持」の達成とともに、次世代高効率デバイスの理論予測を実現するための方法論へとつなげる。
|
| 研究成果の概要 |
量子ナノ構造太陽電池において、絶対値発光(PL)スペクトルの電圧バイアス依存性、温度依存性、集光度依存性を定量的に解析した。高倍集光による擬フェルミレベル分裂の増大に加え、ホットキャリア効果と組み合わせることで、さらなる電圧向上が見込まれることを明らかにした。光閉じ込め構造についてはFabry-Perot共振器に対して、積層方向に対する増強電場と量子ナノ構造の位置制御を行うことにより、10倍以上の光電場増強が得られる見積もりを得た。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
次世代高効率太陽電池の候補である量子ドット中間バンド型太陽電池において、絶対値発光分光による擬フェルミレベル分裂（内部電圧に相当）の定量解析と、光閉じ込め構造の設計及びデバイス実装に取り組んだ。高効率化実現に向けた電圧維持の要件達成と中間バンド型動作の原理実証に向けたデバイス設計指針を見出し、革新的原理に基づく次世代高効率太陽電池の特性向上に資する知見を得た。
|
