| 研究課題/領域番号 |
23KF0185
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 外国 |
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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 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
櫻井 岳暁 筑波大学, 数理物質系, 教授 (00344870)
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| 研究分担者 |
YADAV ANUJA 筑波大学, 数理物質系, 外国人特別研究員
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| 研究期間 (年度) |
2023-11-15 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2025年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2023年度: 200千円 (直接経費: 200千円)
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| キーワード | 太陽光発電スーパーキャパシタ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題では、エネルギー変換効率ならびに蓄電容量に優れた太陽光発電スーパーキャパシタの実現を目指し、個別デバイスだけでなく、太陽電池とスーパーキャパシタを接続する中間電極、ならびに固体ゲル電解質の開発に注力して研究を進める。中間電極については、電気特性ならびに化学安定性に優れた材料が求められ、導電性PEDOT:PSSに酸素や水の遮断能のあるMoS2（エネルギー位置も変調）を混入させたコンポジット電極開発を想定し研究を進める。
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| 研究実績の概要 |
有機薄膜太陽電池は軽量で柔軟性があり、さらに液体電解質を必要としないことから、ウェアラブルIoTデバイスのエネルギー源として注目を集めている。ただし、太陽電池だけでは断続的なエネルギー供給ができないため、蓄電機構を有する薄型スーパーキャパシタとの一体化（太陽光発電スーパーキャパシタ）が一つの解決法になる。本研究課題では、エネルギー変換効率ならびに蓄電容量に優れた太陽光発電スーパーキャパシタの実現を目指し、個別デバイスだけでなく、太陽電池とスーパーキャパシタを接続する中間電極、ならびに固体ゲル電解質の開発に注力して研究を進める。今年度は、電気化学測定用の中間電極材料PEDOT:PSS/MoS2電極の合成を開始した。電気化学的特性を測定するためには、フィルムは導電性基板上になければならないため、酸化インジウム基板を使用したが、現在のスピンコート装置では、電気化学測定に十分な面積の膜を得ることができないことが判明した。そこで、ディップ法を利用した製膜を行ったが、まだ十分な性能は得られていない。併行して、別の合成ルートを見つけるため、文献調査を行い、同時に現在のプロジェクトに関する総説を書き始めた。色素増感太陽電池、量子ドット増感太陽電池、ペロブスカイト太陽電池、有機太陽電池と統合されたSCをベースとするソーラー電力スーパーキャパシタの最近の研究動向と進歩、ソーラー電力スーパーキャパシタの性能向上のための最近の新戦略、さらにはソーラー電力スーパーキャパシタのさまざまな分野への応用を詳しく解説した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
プロジェクトを開始して4ヶ月であり、当初の計画通り中間電極材料の合成には成功している。性能を上げ、令和6年度には特性を向上させたい。
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| 今後の研究の推進方策 |
本デバイスの肝は、太陽電池とスーパーキャパシタを接続するPEDOT:PSS/MoS2コンポジット中間電極の作成であり、引き続き良質な試料が得られるよう研究を継続し、最終目標である太陽光発電スーパーキャパシタを作成したい。
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