量子ナノ構造界面層の創成と光電変換デバイス開拓

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18H01378
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分19020:熱工学関連
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 野崎 智洋 東京工業大学, 工学院, 教授 (90283283)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: ナノマイクロ熱工学 / 光電変換 / 量子ドット / プラズマＣＶＤ / 再生可能エネルギー

研究成果の概要

量子サイズ効果を有するシリコンナノ粒子を合成し，印刷技術によって作成する高効率太陽電池を開発する。光電デバイスの性能は模擬太陽光とともに標準室内光も用いて評価した結果，標準LED光源に対して10%の変換効率を得た。シリコンナノ粒子の大量合成，シリコンインク作成，バルクヘテロ構造の開発と評価，そして高効率光電デバイスの開発まで一貫して実現することで低コスト高効率光電変換デバイスの実装への道筋を示した。

自由記述の分野

熱工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

太陽光が入手できない夜間の給電やIoTデバイスへの給電を念頭に，室内光を使って高効率に発電する光電変換電源を開発した。約6nmのシリコンナノ結晶を大量合成し，量子サイズ効果を活用することで500nm以下の短波長光を活用して発電する。高価な設備を必要とせず，印刷技術によって作成できるため低コスト化にも貢献する。