• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2022 年度 実績報告書

熱回収型太陽電池の原理実証

研究課題

研究課題/領域番号 19K04523
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

上出 健仁  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (50454062)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード熱回収型太陽電池 / 原理実証
研究実績の概要

本プロジェクトでは、従来棄てられている排熱の一部を熱電変換による熱起電力として回収することのできる新概念太陽電池「熱回収型太陽電池」の原理実証を行うことを目的とした。熱回収型には大きく分けて2種類の素子(タイプIとタイプII)があり、本課題では特に、太陽光発電(PV)と熱電発電(TE)を組み合わせた直列2端子型PVTEハイブリッド素子に注力し、検証素子の試作と検証実験を通じ信頼性の高い設計理論を確立することを目標とした。
最終年度の主な成果は、直列2端子型PVTEハイブリッド素子の検証実験で不整合損失を回避する設計の理論公式の妥当性を確認したことと、実験で裏付けられたPVTEの設計理論を論文発表したことである。論文において、PVTEハイブリッド素子の温度係数が正になる可能性があることや、市販されているTE素子(BiTe)を使用して正の温度特性を得るためにPV素子が満たすべき条件なども明確に示している。その他の成果として、熱回収型タイプIについても温度勾配を印可した試作素子を用いた原理検証実験が進み、実験結果が理論と整合することが確認できたことから理論の裏付けが得られた。
以上の成果により、「熱回収型太陽電池」の原理検証はおおむね達成された。今後の展望としては、PVTEハイブリッド素子の実用化に向けた最適化を行うことである。特に、原理検証においては試作機における熱回収効果を温度制御下で評価し分析したが、実用化に向けては実用に耐える冷却構造(放冷構造)を最適化する必要がある。また、熱回収型タイプIの検証実験で得られた成果については早期の論文化が望まれる。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Output-power equivalence of two- and four-terminal photovoltaic-thermoelectric hybrid tandems2023

    • 著者名/発表者名
      Sakuma Jun、Kamide Kenji、Mochizuki Toshimitsu、Takato Hidetaka、Akiyama Hidefumi
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 16 ページ: 014003~014003

    • DOI

      10.35848/1882-0786/acb12d

    • 査読あり
  • [学会発表] 太陽光-熱電ハイブリッド素子の最適設計と検証実験2023

    • 著者名/発表者名
      上出 健仁、佐久間 惇、望月 敏光、秋山 英文、高遠 秀尚
    • 学会等名
      AIST太陽光発電研究成果報告2022、Web公開
  • [学会発表] 熱回収型太陽電池の原理検証:太陽電池のゼーベック効果確認2023

    • 著者名/発表者名
      上出 健仁、佐久間 惇、望月 敏光、高遠 秀尚、秋山 英文
    • 学会等名
      AIST太陽光発電研究成果報告2022、Web公開
  • [学会発表] 直列2端子PVTEハイブリッドの普遍的ロスレス結合公式2022

    • 著者名/発表者名
      上出 健仁、佐久間 惇、望月 敏光、高遠 秀尚、秋山 英文
    • 学会等名
      第83回応用物理学会秋季学術講演会、東北大川内北キャンパス+オンライン
  • [学会発表] 二端子直列太陽電池-熱電素子タンデムの出力最大化設計手法2022

    • 著者名/発表者名
      佐久間 惇、上出 健仁、望月 敏光、高遠 秀尚、秋山 英文
    • 学会等名
      第83回応用物理学会秋季学術講演会、東北大川内北キャンパス+オンライン
  • [学会発表] Universal lossless coupling formula for 2-terminal PVTE hybrids: theory and experiments2022

    • 著者名/発表者名
      上出 健仁、佐久間 惇、望月 敏光、高遠 秀尚、秋山 英文
    • 学会等名
      the 33rd International Photovoltaic Science and Engineering Conference (PVSEC-33)、名古屋国際会議場
    • 国際学会
  • [学会発表] Output-power equivalence of four-terminal and series type PVTE hybrid tandems2022

    • 著者名/発表者名
      佐久間 惇、上出 健仁、望月 敏光、高遠 秀尚、秋山 英文
    • 学会等名
      the 33rd International Photovoltaic Science and Engineering Conference (PVSEC-33)、名古屋国際会議場
    • 国際学会
  • [備考] 産総研>福島再生可能エネルギー研究所>研究ユニット>太陽光デバイスチーム

    • URL

      https://www.aist.go.jp/fukushima/ja/unit/pvdev.html

URL: 

公開日: 2023-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi