ナノ構造太陽電池の研究

纳米结构太阳能电池的研究

基本信息

  • 批准号:
    11F01763
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2011
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2011 至 2013
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

量子ドット超格子や高歪み化合物半導体中に形成される中間バンドを利用したナノ構造太陽電池の高効率化のアプローチでは、中間バンド内のエネルギーレベルに光キャリアが安定に存在し、またこれらが近赤外域の太陽光を吸収して伝導帯へと効率良く励起され、電流として取り出せることを室温で実証することが重要である。このような光吸収によるアップコンバージョン過程と同様に、熱的アップコンバージョン効果を取り入れたのがホットキャリア太陽電池である。本年度は、太陽光により励起されたされた中でも高エネルギーのキャリアのエネルギー緩和ダイナミクスを解明し、これらの高エネルギーの電子を効率良く電極から取り出すための方法に関する研究を進めた。量子井戸から成るホットキャリア生成層を想定し、熱的アップコンバージョンにより生成されたホットキャリアが、発光再結合する際に放出されるフォトンを太陽電池(上部)に照射して戻すことにより、セルの出力電流を増大させることが本研究で考案した素子の動作原理となる。このとき、太陽光の集光により熱的アップコンバージョンによるホットキャリアの生成がより高効率で生じることが期待され、理論値として、1000倍集光時に5O%前後の変換効率が可能となることを見出した。次に、量子井戸セル構造の最適化を行うため、k. p法を用いたバンド計算の数値計算プログラムを開発した。InGaAs/GaAs系歪み量子井戸を想定し、量子準位の形成位置及び各エネルギー準位における波動関数を数値計算により求められるようになり、格子歪みが量子準位や波動関数に及ぼす効果を定量的に求めることを可能にした。
Quantum ド ッ ト superlattices や high tilt み に formation in compound semiconductor さ れ る middle バ ン ド を using し た ナ ノ structure solar cells の high rate of unseen の ア プ ロ ー チ で は, intermediate バ ン ド within の エ ネ ル ギ ー レ ベ ル に light キ ャ リ ア が settle に し, ま た こ れ ら が nearly bare outland の sunlight を suction 収 し て 伝 guide 帯 へ と sharper rate good く wound up さ れ, electricity Flow と て て and take て to obtain せる とを とを room temperature で practical proof する とが とが important である. こ の よ う な light absorption 収 に よ る ア ッ プ コ ン バ ー ジ ョ と ン process with others in a hot, に ア ッ プ コ ン バ ー ジ ョ ン unseen fruit を take り れ た の が ホ ッ ト キ ャ リ ア solar cell で あ る. は this year, the sun's rays に よ り wound up さ れ た さ れ た で in high も エ ネ ル ギ ー の キ ャ リ ア の エ ネ ル ギ ー ease ダ イ ナ ミ ク ス を interpret し, こ れ ら の high エ ネ ル ギ ー の electronic を sharper rate good く electrode か ら take り out す た め の way に masato す を る research into め た. Quantum well opens か ら into る ホ ッ ト キ ャ リ ア を し scenarios, heat generated layer ア ッ プ コ ン バ ー ジ ョ ン に よ り generated さ れ た ホ ッ ト キ ャ リ ア が 発 light combining す る interstate に release さ れ る フ ォ ト ン を solar cell (upper) に irradiation し て 戻 す こ と に よ り, セ ル の を raised large output current さ せ る こ と が で test case in this study し た の move Working principle となる. こ の と き, sunlight の concentrated に よ り hot ア ッ プ コ ン バ ー ジ ョ ン に よ る ホ ッ ト キ ャ リ ア の generated が よ り high working rate で raw じ る こ と が expect さ れ, theoretical numerical と し て, before and after 1000 times concentrated に 5 o % の - in sharper が could と な る こ と を shows し た. の に, quantum well opens セ ル structure optimization を line う た め, k. p method を with い た バ ン ド の several numerical calculation プ ロ グ ラ ム を open 発 し た. InGaAs/GaAs slanting み quantum well opens を し scenarios, quantum quasi の formation location and び エ ネ ル ギ ー quasi a に お け る wave count を masato numerical calculation に よ り o め ら れ る よ う に な slanting り, grid み が quasi quantum bit や fluctuations masato に and ぼ す unseen fruit を quantitative に o め る こ と を may に し た.

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A novel optical hot-carrier solar cell
一种新型光学热载流子太阳能电池
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    D.J.Farrell;Y.Takeda;K.Nishikawa;T.Nagashima;T.Motohiro;N.J.Ekins-Daukes
  • 通讯作者:
    N.J.Ekins-Daukes
CPV Modelling With Solcore : An Extensible Modelling Framework For The Rapid Computational Simulation And An Evaluation Of Solar Cell Designs And Concepts
使用 Solcore 进行 CPV 建模:用于快速计算模拟以及太阳能电池设计和概念评估的可扩展建模框架
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M. F. Führer;D. J. Farrell;and N. J. Ekins-Daukes
  • 通讯作者:
    and N. J. Ekins-Daukes
A new type of hot-carrier solar cell utilising thermal up and down conversion of sunlight
一种利用太阳光热上下转换的新型热载流子太阳能电池
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M. F. Führer;D. J. Farrell;and N. J. Ekins-Daukes;D.J.Farrell
  • 通讯作者:
    D.J.Farrell
Opportunities for tuning optical rates in high efficiency solar cells
调节高效太阳能电池光速率的机会
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M. F. Führer;D. J. Farrell;and N. J. Ekins-Daukes;D.J.Farrell;D.J.Farrell
  • 通讯作者:
    D.J.Farrell
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岡田 至崇其他文献

量子ドット中間バンド太陽電池の高効率化メカニズム
量子点中带太阳能电池的高效机理
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    岡田 至崇;庄司 靖;玉置 亮;吉田 勝尚;曽我部 東馬
  • 通讯作者:
    曽我部 東馬
AI予測最適化手法を用いたペロブスカイト/PbSコロイド量子ドット中間バンド太陽電池の逆設計
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  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    斯波 廣大;坂本 克好;山口 浩一;沈 青;岡田 至崇;曽我部 東馬
  • 通讯作者:
    曽我部 東馬
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原子氢辅助MBE对Ga(In)NAs薄膜中的残余载流子和氢辐照效应
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    何 軼倫;宮下 直也;岡田 至崇
  • 通讯作者:
    岡田 至崇
Recent Progress of Quantum Dot Intermediate Band Solar Cells
量子点中波段太阳能电池的最新进展
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    岡田 至崇;庄司 靖;吉田 勝尚;内藤 駿弥;玉置 亮
  • 通讯作者:
    玉置 亮
学術分野における手話-日本語同時通訳技術―学術的に重要な用語や言い回しの選択に焦点をあてて
手语-学术领域的日语同声传译技术-重点精选学术上重要的术语和短语
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    岡田 至崇;庄司 靖;玉置 亮;吉田 勝尚;曽我部 東馬;北村友人;李正連;長谷川達生;白澤麻弓
  • 通讯作者:
    白澤麻弓

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  • 资助金额:
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  • 资助金额:
    $ 1.41万
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