プラズモン効果を利用した高効率太陽電池の開発

利用等离子体效应开发高效太阳能电池

• 批准号: 12J08689
• 负责人: 西城 理志
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J08689/
• 关键词: 太陽電池; ナノ粒子; プラズモン効果; バイオナノブロセス; 色素増感太陽電池; 単結晶太陽電池; プラズモン現象; バイオナノプロセス

前年度の結果から、単結晶シリコン太陽電池の基板喪面に対して、SiO_2, 被膜ナノ粒子を配置する方法は、プラズモン効果を光電変換効率に還元する上では有効ではないと示唆された。この一因として、プラズモン効果の強電場領域によるキャリア励起の促進が起こる場所が、効果的ではないということが挙げられた。この問題を改善する方法として、色素増感太陽電池内部にSiO_2被膜金ナノ粒子を導入し、プラズモン効果の光電変換効率への寄与を観測した。プラズモン効果により発生する強電場領域は、ナノ粒子表面からの距離に依存する。プラズモン効果の強電場による影響を観測するために、膜厚10nm以下の薄膜のSiO_2被膜と、膜厚40nm以上の厚膜のSiO_2被膜を行った金ナノ粒子を導入した。その結果、ナノ粒子を導入することで色素増感太陽電池の光電変換効率は共に上昇したが、外部最子効率の上昇の仕方に違いが見られた。薄膜のナノ粒子では波長540nmのプラズモン吸収領域と一致する波長で、外部量子効率が大きく向上することが確認された。厚膜のナノ粒子では、ナノ粒子の散乱効果により広い波長域で外部量子効率が上昇した。薄膜のSiO_2被膜金ナノ粒子を導入した色素増感太陽電池では、導入していない色素増感太陽電池と比較して、光電変換効率も0.9%上昇し、この結果はプラズモンの局在場が外部量子効率に寄与したことを示唆している。以上の結果から、当初予定した通り色素増感太陽電池に対してプラズモン効果を導入し、効率上昇を実現できた。薄膜Si太陽電池に対しても、基板上に対して金ナノ粒子を配置し、プラズモン効果の観測を行っている。

The results and results of the previous year show that the substrate of the battery cell is sensitive, SiO_2, and the coated particles are used to configure the method, and the results show that the performance is higher than that of the previous year. In the first place, there is a strong market situation in the field. It is necessary to encourage and promote the development of the market, and the results of the market. To improve the problem, the method is effective, the pigment is too sensitive, the SiO_2 is coated with metal particles in the battery, and the photoluminescence rate is sent to the battery. In order to improve the field, the distance between the surface of particles and the dependence on the surface of particles. If the film thickness is below 10nm, the film thickness is below 40nm, the film thickness is above 40nm, and the film thickness is above 40nm, the metal particles are added to the film. According to the results of the experiment, the photoluminescence emission rate of the electrophoretic cell was significantly higher than that of the control group, and the external temperature was higher than that of the control group. In the thin film, the 540nm wave length of the particles is consistent in the field of absorption, and the external quantum rate is very high. Thick film particles, particles and particles. The thin film SiO_2 coated gold particles were loaded into the battery, and the light emission rate was higher than 0.9%. The results showed that the external quantum rate was sent to the consumer. The results of the above results show that it is expected that the pigment content is too high in the battery. If it is imported into the market, it will be affected in the rate. The thin film SiTe battery battery is sensitive, the substrate is loaded with metal particles, and the thin film SiTe battery is sensitive.

项目成果

Improvement of Efficiency in Dye-Sensitized Solar Cell by Plasmon Enh ancement. Effect Introduced by Modified Gold Nanoparticles

通过等离子体激元增强提高染料敏化太阳能电池的效率。

• 发表时间: 2013
• 作者: Satoshi Saijo;Yasuaki Ishikawa;Bin Zheng;Naofumi Okamoto;Ichiro Yamashita;and Yukiharu Uraoka.;西城理志;西城 理志;Satoshi Saijo;Satoshi Saijo.
• 通讯作者: Satoshi Saijo.

Novel delivery process of high dense gold nanoparticles on Si substrateto introduce plasmon absorbance

高密度金纳米颗粒在硅基底上引入等离激元吸收的新颖递送过程

• 发表时间: 2012
• 作者: Satoshi Saijo;Yasuaki Ishikawa;Bin Zheng;Naofumi Okamoto;Ichiro Yamashita;and Yukiharu Uraoka.;西城理志;西城 理志;Satoshi Saijo;Satoshi Saijo.;西城理志;西城理志
• 通讯作者: 西城理志

SiO_2被膜金ナノ粒子によるプラズモン効果を利用した色素増感太陽電池

SiO_2包覆金纳米颗粒的等离子体激元效应染料敏化太阳能电池

• 发表时间: 2013
• 作者: Satoshi Saijo;Yasuaki Ishikawa;Bin Zheng;Naofumi Okamoto;Ichiro Yamashita;and Yukiharu Uraoka.;西城理志;西城 理志
• 通讯作者: 西城 理志

ポータープロテインによる金ナノ粒子配置プロセスとそのプラズモン特性

波特蛋白对金纳米粒子的排列过程及其等离子体特性

• 发表时间: 2012
• 期刊: 信学技報
• 作者: Satoshi Saijo;Yasuaki Ishikawa;Bin Zheng;Naofumi Okamoto;Ichiro Yamashita;and Yukiharu Uraoka.;西城理志
• 通讯作者: 西城理志

Plasmonic effect of modified gold nanoparticles in DSSC

改性金纳米粒子在 DSSC 中的等离子体效应

• 发表时间: 2013
• 作者: Satoshi Saijo;Yasuaki Ishikawa;Bin Zheng;Naofumi Okamoto;Ichiro Yamashita;and Yukiharu Uraoka.;西城理志;西城 理志;Satoshi Saijo
• 通讯作者: Satoshi Saijo