固溶体量子ドット配列によるエネルギー傾斜構造構築と薄膜太陽電池の高効率化

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16H06052
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 亀山 達矢 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (40646759)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 量子ドット / 半導体ナノ粒子 / 太陽電池 / エネルギー移動 / 近赤外応答 / 配列制御 / ナノ構造制御 / 発光材料

研究成果の概要

太陽光の高効率な利用に向けて、量子ドット太陽電池の研究が活発に行われている。本研究ではZnSe-AgInSe2などの固溶体型量子ドットの組成を変化させながら、エネルギーギャップの順に積み上げた量子ドット薄膜構造を作製した。これにより、励起子を薄膜の電荷分離界面へエネルギー移動により集約し、エネルギーギャップの勾配に沿った、励起子の集約機構による太陽電池変換特性向上を目指した。このような新しいシステムを導入し、従来の量子ドット太陽電池の問題点を解決することで、量子ドット太陽電池の高い理論変換効率に近づくことが期待される。

自由記述の分野

光電気化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

エネルギー問題解決に向けて、太陽光エネルギーの効率的な利用が求められている。特に、高い理論効率が期待されている量子ドット太陽電池であるが、実デバイスとしての変換効率は低く、理論効率に近づけるための検討が求められている。本研究では、これを達成するため光合成系に似たエネルギー移動による光捕集機構を、量子ドットを配列させることにより構築することとした。薄膜太陽電池にこのようなメカニズムを導入することは新しく、学術的な興味も大きい。