コロイド型量子ドットによる超格子薄膜の製造技術と新原理太陽電池の創生

• 研究課題/領域番号: 25K08505
• 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30020:光工学および光量子科学関連
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 向井 剛輝 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (10361867)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2027年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2026年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2025年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: 量子ドット / 太陽電池 / 超格子 / PbS / 中間バンド

研究開始時の研究の概要

コロイド型量子ドット（ＣＱＤ）で形成された超格子膜を太陽電池の光吸収層に用いる新型太陽電池を実現して、その高い光電変換性能と将来性を世界に先駆けて実証する。本研究の大きな特徴は、これまで量子ドット（ＣＱＤ）超格子太陽電池の研究で用いられて来たエピタキシャル型ＣＱＤの代わりに、ＣＱＤを用いることにある。我々が有するＣＱＤ超格子膜を溶媒中で自己形成させる技術を進展させ、更に、ＣＱＤ内の離散的エネルギー準位を元に超格子中で形成される複数のエネルギーバンド間の光吸収を利用するための適切なキャリア輸送層を開発して、特徴的なエネルギーバンドダイアグラムに基づいて動作する新型太陽電池の製造技術を創出する。