| 研究課題/領域番号 |
17H02736
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
ナノ材料化学
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
沈 青 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (50282926)
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| 研究分担者 |
豊田 太郎 電気通信大学, その他部局等, 名誉教授 (40217576)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 量子ドット / 多重励起子 / 太陽電池 / 電荷分離 / ナノ界面 / パッシベーション / ヘテロ接合 / 電荷再結合 |
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| 研究成果の概要 |
量子ドット（QD）間の距離を十分制御したQD膜における光励起キャリアダイナミクスを解析し、多重励起子の電荷分離速度定数のQD間距離依存性を見出した。QD間距離をある値より短くすれば、オージェ再結合よりも早く多重励起子が電荷分離できることを明らかにした。これらの発見は、QDの特徴である多重励起子生成（MEG）により励起された多重励起子を光電変換デバイスに利用できることが示唆される。また、PbS QDヘテロ接合型太陽電池の電子輸送層/QD膜界面、QD-QD界面とQD膜/正孔輸送層界面などのナノ界面をパッシベーションすることにより、エネルギー変換効率が世界トップレベルである12.5％に達成できた。
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| 自由記述の分野 |
応用物理
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
半導体量子ドット(QD)を利用した太陽電池(量子ドット太陽電池)は、集光時の理論効率は60%以上ともいわれ、高効率次世代太陽電池として注目されている。量子ドット太陽電池の特徴は、これまで活用できなかった幅広い波長の光吸収を行えること、高いエネルギーの光を熱エネルギーとして損失する前に励起子生成に活用できることである。どちらも従来の太陽電池のボトルネックを解決するものであるが、高いエネルギーの光を活用するには、通常１光子に１つしか取り出せない励起子を複数取り出すことができる多重励起子生成（MEG）の発現が鍵となる。本研究の成果は高効率ＭＥＧ型太陽電池の設計に有意義な基礎データとなる。
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