Creative research for clean energy generation using solar energy
平成21年度採択課題研究代表者・研究課題
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平成21年度採択課題研究代表者・研究課題

入江 寛
高感度な可視光水分解光触媒の創製
岡本 博明
アモルファスシリコンの光劣化抑止プロセスの開発
佐藤 真一
界面局所制御による光・キャリアの完全利用
韓 礼元
色素増感太陽電池におけるデバイス物性に関する研究
平本 昌宏
有機太陽電池のためのバンドギャップサイエンス
堀越 佳治
励起子吸収による増感を利用した高効率太陽電池の研究
安武 潔
大気圧プラズマ科学に基づく新たなSi材料創成プロセスの開発

高感度な可視光水分解光触媒の創製

入江 寛 イリエ ヒロシ

山梨大学クリーンエネルギー研究センター 教授

URL http://www.clean.yamanashi.ac.jp/

概要
本研究は、太陽光に多く含まれる可視光照射のもと、水を完全分解できる光触媒材料を設計・創製し、水素を獲得することを通じて独創的クリーンエネルギー生成技術の創出に貢献するものです。既存の材料設計・探索指針の延長ではなく、新規戦略に基づく材料設計および新規機構に基づく水分解方法を提案し、可視光応答型水分解材料を創製します。さらに、高効率化のため、材料の形態(ナノチューブ、ナノ中空体など)をナノレベルで制御することによって反応サイトを空間的に分離する方法やヘテロ接続構造の最適化によって電荷分離効率を向上する方法などの検討を行います。

アモルファスシリコンの光劣化抑止プロセスの開発

岡本 博明 オカモト ヒロアキ

大阪大学大学院基礎工学研究科 教授

URL http://www.semi.ee.es.osaka-u.ac.jp/okamotolab/jp/index.html

概要
本研究は、光劣化の無いアモルファスシリコンを創成し、高効率・高安定な実用化薄膜系太陽電池を実現するための科学技術を構築することを目的として、異なる分野で培われてきた叡知と経験を集結した総括的な研究開発を推進します。これは、次世代太陽光発電技術の発展に寄与するのみならず、薄膜シリコン系材料の物性・プロセス技術やデバイス物理などの基礎科学分野の革新的進展に貢献するものと期待されます。

界面局所制御による光・キャリアの完全利用

佐藤 真一 サトウ シンイチ

兵庫県立大学大学院工学研究科 教授

URL http://www.eng.u-hyogo.ac.jp/eecs/eecs5/pds_epp.html

概要
太陽電池が持つ潜在能力を極限まで引き出すためには、入射する「光」と、光により発生する「キャリア」の完全利用を目指す必要があります。本研究では「光」と「キャリア」の損失が起こる太陽電池と表面膜との界面に着目し、「界面特性の物理モデル」を構築します。さらにコンビナトリアル手法を駆使して「新しい表面膜材料」を探索し、モデルと組み合わせて太陽電池の高効率化を推進します。

色素増感太陽電池におけるデバイス物性に関する研究

韓 礼元 ハン リュアン

(独)物質・材料研究機構 環境・エネルギー材料部門 太陽光発電材料ユニット ユニット長

URL http://www.nims.go.jp/units/u_photovoltaic/index.html

概要
低炭素化社会に貢献する低コストの色素増感太陽電池の高変換効率化研究を行います。色素増感太陽電池のセル構造や色素、酸化物半導体、電解質などの構成材料を変えながら、半導体物理、電子工学の分野を基盤にして、表面科学、分子化学や計算科学的アプローチを加えた異分野融合研究により、「分子の電子状態・配列」から「半導体物性などのデバイス物理」までの動作原理を解明し、新たな高効率化アプローチを明らかにします。

有機太陽電池のためのバンドギャップサイエンス

平本 昌宏 ヒラモト マサヒロ

自然科学研究機構分子科学研究所分子スケールナノサイエンスセンター 教授
分子科学研究所

URL http://www.ims.ac.jp/know/material/hiramoto/hiramoto.html

分子化学研究所平本研究室

URL http://groups.ims.ac.jp/organization/hiramoto_g/

概要
本研究は、有機半導体のバンドギャップサイエンスを確立、すなわち、イレブンナイン超高純度化、ドーピングによるpn制御、内蔵電界形成、オーミック接合形成、半導体パラメータ精密評価、などのサイエンスをシリコン無機半導体のレベルまで引き上げ、さらに、励起子、無機/有機ヘテロ界面のサイエンスを確立して、シングルセルで効率15%の有機太陽電池を目指すものです。

励起子吸収による増感を利用した高効率太陽電池の研究

堀越 佳治 ホリコシ ヨシジ

早稲田大学理工学部 教授

URL http://www.horikosi.elec.waseda.ac.jp/

概要
低コスト高効率の太陽電池を実現するためには薄膜化と吸収係数の増大が不可欠です。これを同時に実現するため、通常のバンド端吸収に加え、励起子の励起に伴う光吸収も利用します。室温における十分な励起子吸収は、励起子束縛エネルギーの高いZnOやGaNを含む半導体材料を用いること、および半導体超格子を利用することによって実現します。欠陥の少ない大面積ヘテロ接合薄膜の製作技術、および太陽電池としての最適なドーピング技術を確立し高効率化を達成します。

大気圧プラズマ科学に基づく新たなSi材料創成プロセスの開発

安武 潔 ヤスタケ キヨシ

大阪大学大学院工学研究科 教授

URL http://www-ms.prec.eng.osaka-u.ac.jp/jpn/index.html

概要
本研究は、大気圧近傍の高圧力プラズマを用いて、廉価な低純度シリコン(Si)原料から太陽電池用Siを製造するプロセスを開発するものです。プラズマ内部や材料表面で生じる現象を原子レベルで解明し、高度に制御する手法を確立することにより、低純度Si原料からのシラン生成反応を超高速化します。これにより新しい高純度Si材料創成プロセスを開発し、太陽電池用Si材料不足の解消と太陽電池製造コストの大幅な低減に貢献します。