サムの備忘録

趣味ネタ、時々社会的なテーマ。IT関連のテーマはもう1つのブログに投稿してます。

ペロブスカイト太陽電池

東大生産技術研究所の立間徹教授とキム・ギュミン大学院生により、

半透明ながらも約10%のエネルギー変換効率を示す、ペロブスカイト

太陽電池が開発された。窓ガラスなどへの応用が期待される。

news.mynavi.jp従来の半透明ペロブスカイト太陽電池は、不透明な金属電極を薄くする

ことに加え、ペロブスカイト層を薄くしたり、不連続な島状にしたりし、

光吸収を減らしている。そのため、エネルギー変換効率も低下していた。

 

研究グループは今回、人間の視覚の特性を利用して、エネルギー変換

効率の低下を抑えつつ、太陽電池の半透明化を実現した。具体的には、

アンテナ効果・電極カップリング効果の2つを組み合わせ、人間の視覚

では捉えにくい赤い光のエネルギーをぺロブスカイト層に渡し、長波長

での変換効率を高めている。

 

アンテナ効果

金や銀などの金属ナノ粒子は、プラズモン共鳴によって特定の波長の

光を吸収するが、吸収されたエネルギーは近くの物質に渡される。

 

電極カップリング効果

銀ナノキューブは特に強いアンテナ効果を持っており、

電極を近づけることで、吸収する波長を自在に変えられる。

 

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今回のペロブスカイト太陽電池では、銀電極の厚さを光の波長よりも

薄い10nmにし、ペロブスカイト層の厚さも通常より薄い180nmにする

ことで、透明度を高めた。さらに、銀ナノキューブの電極カップリング

効果によって、その吸収域を赤色光付近に合わせ、ペロブスカイト層を

薄くしたことによる損失を抑え、エネルギー変換効率を9.7% に保った。

その結果、視覚透明度指標は28%上昇した。