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Efficiency definition in sensitized thermal cells

敏化热电池的效率定义

基本信息

批准号：
21H02041
负责人：
松下祥子
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究「増感型熱利用発電における使用熱量測定と効率の定義」では、半導体増感型熱利用発電（Semiconductor-sensitized thermal cell, STC)の発電における使用熱量を測定し、その効率の定義を提唱することを目的とした。しかしながら熱量変化を追跡するためには、それまでに作製した発電部直径6 mmのSTCでは消費電力が足りず、STCの大型化が必要であることが判明した。現在最も学術研究が進んでいる、熱励起電荷生成層にGe半導体を用いているGe系STCは、n-Siウェハ上に堆積したGeを用いている（Energy & Fuels 2022, 36, 19, 11619-11626.）。つまり、STCの大型化のためには通常規格サイズ以上のn-Siウェハを必要とした。しかしながら、通常規格外のn-Siは、ウェハ１枚当たり100万円をこえる金額となる。そこで2022年度は、Ge粉体をペースト化し、基盤上に塗布することで大面積化し、半導体電極として使用できないかを検討した。Geのペースト化にあたっては既存のリチウムイオン電池電極作製の知見を取り入れ、逆電流を防ぐためにペースト材料の配合比や塗布方法などを検討した結果、最終的に発電可能なGeペーストを作製することができ、2023年3月に行われた応用物理学会にて報告した。また、ペースト化とは別のGe電極作製のアプローチとして、スパッタなどのトップダウン法にてフレキシブル基板上へのGe電極作製も試み、水プラズマによるポリイミド/Ge間の接着性向上を確認し、学術論文１報、学会発表２報を行った。

The purpose of this study is to provide a definition of heat utilization efficiency for semiconductor-sensitive thermal cells (STC). It is necessary to increase the size of the STC and reduce the power consumption of the STC by 6 mm in diameter. Now the most academic research has been carried out on Ge semiconductor, Ge semiconductor.つまり、STCの大型化のためには通常规格サイズ以上のn-Siウェハを必要とした。しかしながら、通常规格外のn-Siは、ウェハ1枚当たり100万円をこえる金额となる。In 2022, Ge powder was applied to a large area of substrate and semiconductor electrode. The results of the investigation and the final results of the investigation were reported by the Society for Applied Physics in March 2023. The adhesion between Ge electrode and Ge electrode was confirmed by the experiment of Ge electrode preparation on the substrate, the academic paper 1 and the academic paper 2.