溶液プロセスを駆使したホットキャリア型太陽電池の創出

• 研究課題/領域番号: 24K01596
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分36020:エネルギー関連化学
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 吉田 司 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 教授 (90273127)
• 研究分担者: 吉田 麗娜 (孫麗娜) 東京工業高等専門学校, 物質工学科, 特命助教 (30813555) ; 柳田 真利 国立研究開発法人物質・材料研究機構, エネルギー・環境材料研究センター, 主幹研究員 (60358215)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2029-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2028年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2027年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2026年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2025年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2024年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
• キーワード: 太陽電池 / ホットキャリア / 薄膜 / 電解析出 / 金属有機化合物

研究開始時の研究の概要

従来の太陽電池の変換効率理論限界、いわゆるショックレー・クワイサー限界を打破するホットキャリア抽出型太陽電池（HCSC）の実験的実証例の獲得を目指す。遅いHC冷却が見出された鉛ハライドペロブスカイトを光吸収層、狭小な状態密度分布を持ち、エネルギー選択的なキャリア取出し（SEC）を可能とする金属有機化合物アモルファス膜を接合したデバイスを複合的な溶液プロセッシングを駆使して創出し、光吸収層のエネルギーギャップに肉薄、さらには凌駕するセル電圧を得ることで、HC取出しを証明する。エネルギー構造やセル構造とデバイス特性の相関から、HCSCを成立させるための材料化学について発展の基盤を確立する。