Efficiency definition in sensitized thermal cells

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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。