| 研究概要 |
希土類錯体を使って、通常の太陽電池では利用されていない太陽光の短波長の光を希土類イオンに吸収させた後、長波長で発光させ(波長変換効果)、電池への入射光をその分光感度に適合させることによって全体として従来の太陽電池の変換効率を上げる方法がこの研究の基礎概念である。この研究では、短波長領域の光が地上(300nm程度まで)よりも更に短い領域(200nm程度まで)にある宇宙での太陽光にこの太陽電池を利用して更に高い効率を得ることを目的としている。これまでの研究からCeを始めとして数種の希土類が深紫外光を吸収し、400nm以上の可視光に変換可能であることが分かっている。
今年度は、紫外-可視光変換層による紫外線の有効利用の観点から,トリフルオロ酢酸(TFA ; Trifluoroacetic acid)を使ったゾルゲル法で無機希土類蛍光錯体の作製を試みた。ゾルゲル法は、簡易的で安価に,しかもナノ微粒子の作製に有効な方法として広く知られている。多くの研究は酸化物作製を中心に行われているが、今回,CeF_3,CaF_2:Eu^<2+>,SrF_2:Euなどの透過度のより高いフッ化物ナノ微粒子を作製、評価した。その結果、TCRA (Thermal Carbon Reducing Atmosphere)処理によってEu^<3+>イオンからEu^<2+>イオンへの還元が可能であることが確認されEu^<2+>イオンからの強い励起・蛍光が確認され,結晶子サイズも焼結温度によって線形的に制御できることが分かった。今回、通常用いられるグラファイトだけではなく活性炭燃焼による炭素の大気中の燃焼からの高い還元性を示すCOガスによるTCRA処理でも有効であることを見出した。そして、XRD測定結果より求めた結晶子サイズとAFM表面観察で確認されたCaF_2:Eu微粒子の粒子径は約35〜200nm以上までの超微粒子であり、それぞれの方法で見積もった値は良く合致した。現在、これらの膜を使って太陽光発電システムへの応用評価を行っている。
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