2019 年度研究成果報告書

可視光透過－赤外吸収プラズモンナノ粒子を用いた透明太陽電池への展開

研究課題

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研究課題/領域番号	18K14074
研究種目	若手研究
配分区分	基金
審査区分	小区分28010:ナノ構造化学関連
研究機関	東京理科大学 (2019) 京都大学 (2018)
研究代表者	川脇徳久東京理科大学, 理学部第一部応用化学科, 助教 (60793792)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2020-03-31
キーワード	プラズモン
研究成果の概要	可視光を透過し、赤外域にプラズモンに基づく強い光吸収を示す半導体プラズモニックナノ粒子(ITO, CuS)を合成する。さらに、半導体プラズモニックナノ粒子からバルク半導体・金属への『プラズモン誘起電荷分離現象』を実証する。最終的に、高い透明性とエネルギー変換効率を有したプラズモン透明太陽電池を開発した。
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	半導体プラズモニックナノ粒子は、バルク半導体とのp-n接合によるバンドエンジニアリングによって、電荷再結合の抑制が期待できる。また、近赤外領域だけに光吸収をもつ半導体プラズモニックナノ粒子を光吸収層として用いると、可視光域を完全に透明化した太陽電池の作製が可能となる。これにより、従来のナローバンドギャップ赤外太陽電池にはあり得ないプラズモニックナノ粒子特有の光電気化学デバイスの創製が可能となる。高い可視光透明性と赤外光を光電変換可能な太陽電池が実現されれば、車や建物の窓ガラス・スマートフォンなど設置可能な面積が飛躍的に拡大し、大きな市場価値が望める。