| 研究課題/領域番号 |
18KK0145
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分30:応用物理工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
喜多 隆 神戸大学, 工学研究科, 教授 (10221186)
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| 研究分担者 |
原田 幸弘 神戸大学, 工学研究科, 助教 (10554355)
朝日 重雄 神戸大学, 工学研究科, 助教 (60782729)
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| 研究期間 (年度) |
2018-10-09 – 2021-03-31
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| キーワード | 太陽電池 / 量子ナノ構造 / 量子ドット / アップコンバージョン |
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| 研究成果の概要 |
半導体n-i-p接合を利用した高効率太陽電池はグローバルでカーボンフリーな安定したエネルギー源としてますます期待されている。一般的な太陽電池の変換効率は透過損失や熱損失などによって非集光時では約30%が限界であることが知られている。本研究では、独自の量子ナノ構造を利用して透過損失や熱損失を低減させ、根本原理に基づき変換効率を向上させる研究に取り組んだ。限界を超える効率は太陽電池が吸収する太陽光スペクトル領域を拡大することで可能になる。本国際共同研究では、ニューサウスウェールズ大学（オーストラリア）と共同して研究を実施し、若手研究者を派遣して量子ナノ構造における２段階光励起過程を明らかにした。
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| 自由記述の分野 |
半導体電子工学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
太陽電池の変換効率を単接合型構造の限界である約30%を超えて大きくするには、太陽光スペクトルを広くカバーして有効に利用することが重要である。そのためにもっともよく知られた構造が、多接合型太陽電池である。しかし、構造の複雑化に伴って技術的には極限レベルに近づいており、効率の進歩が鈍化している。本国際共同研究は独自の着想による半導体ヘテロ界面に量子ドットを挿入した量子ナノ構造におけるバンド内光学遷移エンジニアリングを利用したものであり、高効率なアップコンバージョンによって変換効率は最大で63％となる極めて有望な太陽電池を実現する根本原理を明らかにしている。
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