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シリコンナノ粒子太陽電池の簡易製造技術の構築と最適な光電変換層による変換効率向上

研究課題

研究課題/領域番号 26390105
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 応用物理学一般
研究機関東京電機大学

研究代表者

佐藤 慶介  東京電機大学, 工学部, 准教授 (70366384)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードシリコンナノ構造体 / 量子ドット / 有機材料 / 複合材料 / 不純物ドーピング / 化学的合成法 / 太陽電池 / エネルギー変換効率 / ナノ材料 / 複合材料・物性 / エネルギー効率化 / 結晶構造・化学的組成分析 / 表面パッシベーション / 欠陥構造分析
研究成果の概要

シリコンナノ粒子太陽電池は、原料費の大幅削減により太陽電池の価格低減が見越せるだけでなく、エネルギー変換効率も理論上50%以上に向上できるため、太陽電池の普及拡大に向けて期待されている。本研究では、不純物ドープしたシリコンナノ構造体を安価な化学的手法により創製し、安価な有機系導電性ポリマーと複合化することにより低コストかつ高効率な太陽電池を開発する。本研究成果として、シリコンナノ構造体への不純物ドーピング技術、ナノ構造体表面のパッシベーション技術、ナノ構造体のサイズ制御技術、シリコンナノ構造体を用いた太陽電池の簡易創製技術を確立し、さらにエネルギー変換効率の向上に最適な光電変換層を構築した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 16件、 招待講演 1件) 備考 (4件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Cell performances of inorganic-organic hybrid solar cells using fluorosilicate/phosphorus oxide composite microparticles2017

    • 著者名/発表者名
      K. Sato, Y. Sugano, K. Hirakuri, N. Fukata
    • 雑誌名

      Advances in Science and Technology

      巻: 98 ページ: 26-31

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/ast.98.26

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Improved separation and collection of charge carriers in micro-pyramidal-structured silicon/PEDOT:PSS hybrid solar cells2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Sugano, K. Sato, N. Fukata, K. Hirakuri
    • 雑誌名

      Energies

      巻: 10 号: 4 ページ: 420-420

    • DOI

      10.3390/en10040420

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of texture of antireflection layer on photovoltaic performance of silicon/PEDOT:PSS hybrid solar cells2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Sugano, K. Sato, N. Fukata, K. Hirakuri
    • 雑誌名

      Journal of Nanotechnology and Materials Science

      巻: 4 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.15436/2377-1372.17.1365

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] かき混ぜるだけで作れる高品質蛍光ナノ粒子2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤慶介、井口翼、加藤桂太、平栗健二
    • 雑誌名

      ケミカルエンジニアリング

      巻: 62 ページ: 36-43

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 安価な手法で創れるナノ構造体を利用した太陽電池創製技術2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤慶介
    • 学会等名
      TIRIクロスミーティング2017
    • 発表場所
      地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター本部(東京都江東区)
    • 年月日
      2017-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Fluorescent SiPOF microparticles with thermostability2016

    • 著者名/発表者名
      M. Suzuki, K. Sato, K. Hirakuri
    • 学会等名
      2016 International Conference on Electrical Engineering and Computer Sciences
    • 発表場所
      Hong Kong(Eaton Hotel)
    • 年月日
      2016-12-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrical conductivity of phosphorus-doped silicon nanoparticles using a wet process2016

    • 著者名/発表者名
      T. Iguchi, K. Sato, K. Hirakuri
    • 学会等名
      2016 International Conference on Electrical Engineering and Computer Sciences
    • 発表場所
      Hong Kong(Eaton Hotel)
    • 年月日
      2016-12-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Correlation between boron concentration and electrical conductivity in silicon quantum dots2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kato, K. Sato. K. Hirakuri
    • 学会等名
      2016 Internatiional Conference on Electrical Engineering and Computer Sciences
    • 発表場所
      Hong Kong(Eaton Hotel)
    • 年月日
      2016-12-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improved thermo-stability of (NH4)2SiF6 fluorescent microparticles with the phosphoric acids2016

    • 著者名/発表者名
      A. Tokiwa, K. Sato, K. Hirakuri
    • 学会等名
      Pacific Rim Symposium on Surfaces, Coatings & Interfaces
    • 発表場所
      Hawaii, USA(Hapuna Beach Prince Hotel)
    • 年月日
      2016-12-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimization of Si quantum dot arrays in inorganic-organic solar cells2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Sugano, K. Sato, K. Hirakuri
    • 学会等名
      Pacific Rim Symposium on Surfaces, Coatings & Interfaces
    • 発表場所
      Hawaii, USA(Hapuna Beach Prince Hotel)
    • 年月日
      2016-12-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] かき混ぜるだけで創れる高品質蛍光ナノ粒子2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤慶介
    • 学会等名
      JST新技術説明会
    • 発表場所
      JST東京本部別館ホール(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-10-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Reactivation and characterization of boron-impurities in silicon quantum dots2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kato, K. Sato, K. Hirakuri
    • 学会等名
      Asian Conference on Nanoscience and Nanotechnology
    • 発表場所
      Sapporo, Japan(北海道札幌市札幌コンベンションセンター)
    • 年月日
      2016-10-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Doping and optical characterization of phosphorus atoms in silicon nanoparticles2016

    • 著者名/発表者名
      T. Iguchi, K. Sato, K. Hirakuri
    • 学会等名
      Asian Conference on Nanoscience and Nanotechnology
    • 発表場所
      Sapporo, Japan(北海道札幌市札幌コンベンションセンター)
    • 年月日
      2016-10-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional inorganic nanoparticles for biomedical and optoelectronic applications2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sato, K. Hirakuri, N. Fukata
    • 学会等名
      EMN Meeting on Photonics 2016
    • 発表場所
      Barcelona, Spain(Hotel Campus)
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 無機有機太陽電池のセル性能におけるSiナノ粒子の影響2016

    • 著者名/発表者名
      菅野裕希、佐藤慶介、平栗健二
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 製造コストを格段に抑えた手法で創る高輝度蛍光粉末2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤慶介
    • 学会等名
      産学公金交流会
    • 発表場所
      東京電機大学 東京千住キャンパス(東京都足立区)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] リン添加による(NH4)2SiF6蛍光微粒子の耐熱性向上2016

    • 著者名/発表者名
      常盤葵、佐藤慶介、平栗健二
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マルチカラー化に向けた(NH4)2SiF6/POx複合微結晶内のPOxの効果2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木雅之、佐藤慶介、平栗健二
    • 学会等名
      第49回照明学会全国大会
    • 発表場所
      日本大学 駿河台キャンパス(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 光学的手法を用いたシリコンナノ粒子内のリン状態評価2016

    • 著者名/発表者名
      井口翼、佐藤慶介、平栗健二
    • 学会等名
      第49回照明学会全国大会
    • 発表場所
      日本大学 駿河台キャンパス(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ボロンドープシリコン量子ドットの創製~光学的・電気的特性におけるボロンの効果~2016

    • 著者名/発表者名
      加藤桂太、佐藤慶介、平栗健二
    • 学会等名
      第49回照明学会全国大会
    • 発表場所
      日本大学 駿河台キャンパス(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Multi-color fluorescence of (NH4)2SiF6/POx composite microparticles2016

    • 著者名/発表者名
      M. Suzuki, K. Sato, K. Hirakuri
    • 学会等名
      The 5th Asia-Pacific International Congress on Engineering and Natural Sciences
    • 発表場所
      Okinawa, Japan(沖縄県那覇市ロワジールホテル那覇)
    • 年月日
      2016-08-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cell performances of inorganic-organic hybrid solar cells using fluorosilicate/phosphorus oxide composite microparticles2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sato, Y. Sugano, N. Fukata, K. Hirakuri
    • 学会等名
      5th International Conference "Smart and Multifunctional Materials, Structures and Systems"
    • 発表場所
      Perugia, Italy(Centro Congressi Hotel Quattrotorri)
    • 年月日
      2016-06-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of (NH4)2SiF6 microparticles for the realization of facile preparation of solar cell materials2015

    • 著者名/発表者名
      K. Sato, Y. Sugano, N. Fukata and K. Hirakuri
    • 学会等名
      4th Nano Today Conference
    • 発表場所
      Dubai, UAE
    • 年月日
      2015-12-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of inorganic-organic solar cells consisting of silicon/phosphorus micro-composites2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Sugano, K. Sato, N. Fukata, K. Hirakuri
    • 学会等名
      The 3rd Asia-Pacific Conference on Life Science and Engineering (APCLSE)
    • 発表場所
      Chiang Mai, Thailand
    • 年月日
      2015-11-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dramatic improvement in thermostability on the fluorescence intensity of ammonium hexafluorosilicate/phosphorus oxide composite particles2015

    • 著者名/発表者名
      A. Tokiwa, K. Sato, N. Fukata, K. Hirakuri
    • 学会等名
      The 3rd Asia-Pacific Conference on Life Science and Engineering (APCLSE)
    • 発表場所
      Chiang Mai, Thailand
    • 年月日
      2015-11-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cell performances of ammonium hexafluorosilicate microparticle/organic polymer hybrid solar cells2015

    • 著者名/発表者名
      K. Sato, N. Fukata and K. Hirakuri
    • 学会等名
      The 3rd Asia-Pacific Conference on Life Science and Engineering (APCLSE)
    • 発表場所
      Chiang Mai, Thailand
    • 年月日
      2015-11-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of inorganic-organic solar cells with micro-textured structures2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Sugano, K. Sato, N. Fukata, K. Hirakuri
    • 学会等名
      European Materials Research Society 2015 Fall Meeting
    • 発表場所
      Warsaw, Poland
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fluorescence characterization of ammonium hexafluorosilicate/phosphorus oxide composite particles2015

    • 著者名/発表者名
      A. Tokiwa, K. Sato, N. Fukata, K. Hirakuri
    • 学会等名
      European Materials Research Society 2015 Fall Meeting
    • 発表場所
      Warsaw, Poland
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pドーピングによる発光性Si複合微結晶の耐熱性向上2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木雅之、佐藤慶介、平栗健二
    • 学会等名
      第76回 応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Pドープ(NH4)2SiF6微粒子の発光特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      北澤駿、佐藤慶介、深田直樹、平栗健二
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県、平塚市)
    • 年月日
      2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] (NH4)2SiF6微粒子へのリン添加-構造・発光特性-2015

    • 著者名/発表者名
      常盤葵、佐藤慶介、深田直樹、平栗健二
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県、平塚市)
    • 年月日
      2015-03-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Facile preparation of (NH4)2SiF6 particles with high fluorescence quantum yield2014

    • 著者名/発表者名
      S. Kitazawa, K. Sato, N. Fukata, K. Hirakuri
    • 学会等名
      Pacific Rim Symposium on Surface, Coating & Interfaces
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2014-12-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 高輝度蛍光粉末の革新的簡易創製技術2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤慶介
    • 学会等名
      JST新技術説明会
    • 発表場所
      JST東京本部別館ホール(東京都、市ヶ谷)
    • 年月日
      2014-10-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規化学成長法による(NH4)2SiF6微粒子の作製2014

    • 著者名/発表者名
      北澤駿、佐藤慶介、深田直樹、平栗健二
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道、札幌)
    • 年月日
      2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] ナノエネルギー研究室ホームページ

    • URL

      http://www.eee.dendai.ac.jp/eee/labo/sato/sato.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] ナノデバイス研究室ホームページ

    • URL

      http://nanodevicelab.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] ナノデバイス研究室(平栗研)

    • URL

      http://nanodevicelab.jp/

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] http://nanodevicelab.jp/

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] n型不純物含有シリコンナノ粒子の製造方法、太陽電池素子の製造方法、及び半導体デバイスの製造方法2017

    • 発明者名
      佐藤慶介、平栗健二、井口翼、菅野裕希
    • 権利者名
      学校法人東京電機大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-031317
    • 出願年月日
      2017-02-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] p型不純物含有シリコンナノ粒子の製造方法、太陽電池素子の製造方法、及び半導体デバイスの製造方法2017

    • 発明者名
      佐藤慶介、平栗健二、加藤桂太、菅野裕希
    • 権利者名
      学校法人東京電機大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-031342
    • 出願年月日
      2017-02-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] シリコンナノ粒子の製造方法2016

    • 発明者名
      佐藤慶介、平栗健二、井口翼、加藤桂太
    • 権利者名
      学校法人東京電機大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-174578
    • 出願年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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