| 研究課題/領域番号 |
17H06125
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| 研究種目 |
基盤研究(S)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
光工学・光量子科学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
野田 進 京都大学, 工学研究科, 教授 (10208358)
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| 研究分担者 |
浅野 卓 京都大学, 工学研究科, 准教授 (30332729)
井上 卓也 京都大学, 工学研究科, 助教 (70793800)
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| 研究期間 (年度) |
2017-05-31 – 2022-03-31
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| キーワード | 熱輻射制御 / 近接場 / フォトニック結晶 / 熱光発電 / 太陽電池 / 半導体 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、高温物体と受光素子を、中間基板を介して近接させるという独自の近接場熱輻射制御手法により、従来限界（黒体限界）を超える熱輻射を引き出す手法を確立し、高出力・高効率な熱光発電への展開の基礎を築くことを目的として、研究を推進した。その結果、近接場輻射制御に関する体系的な理論構築、さらにそれをもとに設計した高温（～1200 K）の熱輻射光源と室温の受光素子を、中間基板を介して距離140 nm以下に近接させた一体型熱光発電デバイスの開発に成功し、所望の帯域のみで近接場熱輻射を生じさせ、単一デバイスにおいて同温度の黒体限界を超える熱輻射および光電流を取り出すことに世界で初めて成功した。
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| 自由記述の分野 |
光工学および光量子科学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近接場熱輻射制御に関する体系的な理論構築とともに、高温の熱輻射光源と室温の受光素子を、中間基板を介して距離140nm以下に近接させた一体型熱光発電デバイスの開発を通じて、黒体限界を超える熱輻射および光電流を得ることに成功した本成果は、世界的にも例が無く、学術的に極めて意義のある成果であると言える。さらに、黒体限界を超える光電流を取り出すことに成功したことは、現在の太陽光発電の効率を凌駕する超小型かつ高効率な次世代発電システムの実現にもつながる重要な成果と言え、太陽熱・地熱等の各種熱エネルギーの有効利用を可能とし、将来の脱炭素社会の実現に貢献出来ることが期待され、その社会的意義も大きいと言える。
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