時空間分解レーザー分光を駆使して、多接合・ヘテロ構造・ナノ構造を有する集光型太陽電池のバルク再結合、界面・表面再結合、オージェ再結合など非輻射再結合損失の評価と制御を行い、光エネルギー変換の高効率化の道筋をつけます。さらに、ナノ構造太陽電池内で競合するマルチエキシトン生成速度、オージェ再結合速度、取り出し効率を評価し、1光子多電子変換過程が有効に利用できるかという長年の課題を実験的に検証します。

本研究は、太陽光発電効率の飛躍的な向上を目指し、フォトニック結晶を核とするフォトニック・ナノ構造の活用により、新しい光マネジメント技術の開発を目指すものです。具体的には、フォトニック結晶のバンド端効果に基づく大面積共振作用を用いて、薄膜シリコン（マイクロクリスタルシリコン・アモルファスシリコン等）の光吸収の減少が顕著となる波長域（600－1000ｎｍ）において、効果的な光閉じ込めを可能とする新しい光マネジメント技術の開発を行っていきます。

高純度Siの製造には長時間にわたる超高温反応を必要とし、生産面・コスト面の大きな課題となっています。本研究は、固相や液相などの界面で起こる電解反応系に着目し、その原子レベルからの解明と精密な反応設計を実現し、低エネルギーかつ高速に高純度Siを生成するクリーンなプロセスを開発します。また国内にも豊富に存在する珪藻土を原料とする新しい製造プロセスを開発し、高純度Siの安定供給という資源確保戦略にも貢献します。