豊田工業大学

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豊田工業大学附属研究センタースマートエネルギー技術研究センター

スマートエネルギー技術研究センター

2012年設立 センター長:大下 祥雄

エネルギーの生成

【半導体研究室】超薄型結晶シリコン太陽電池・材料の研究開発

研究テーマ

  • 超薄型結晶シリコン太陽電池
  • 低品位シリコン原料からの高品質結晶成長
  • 多結晶シリコンの欠陥・不純物評価解析

主な研究内容・成果

①超薄型結晶シリコン太陽電池の研究開発

薄型基板の使用時の割れを抑制する改良を加えた製造ライン(180~230μm)プロセスによる100μm厚さの太陽電池の実現

超薄型結晶シリコン太陽電池の研究開発 画像

②多結晶シリコンの欠陥・不純物評価解析

シンクロトロン放射光(SPring-8)を利用した微量鉄(~1ppba)分布の測定

シンクロトロン放射光(SPring-8)を利用した微量鉄(~1ppba)分布の測定 画像

EBIC法による粒界再結合速度の決定

EBIC法による粒界再結合速度の決定 画像

【半導体研究室】高効率集光型太陽電池・材料の研究開発

研究テーマ

  • シリコン基板上Ⅲ-Ⅴ族化合物太陽電池
  • 高効率多接合太陽電池用新材料
  • 多接合太陽電池・材料の欠陥解析
  • 多接合太陽電池の集光特性の解析

主な研究内容・成果

①シリコン基板上Ⅲ-Ⅴ族化合物太陽電池

Geセル上にエピタキシャル成長した現状のⅢ-Ⅴ族多接合セルの基板を、Ge→Siに置き換えることにより、高効率太陽電池の大幅なコスト低減が可能

シリコン基板上Ⅲ-Ⅴ族化合物太陽電池 画像

②格子整合系4接合太陽電池用1eV材料InGaAsNの研究開発

変換効率50%以上の実現を目指した新材料の研究開発 ケミカル・ビーム・エピタキシー(CBE)成膜時の表面反応制御により、N起因散乱体の密度低減を達成

格子整合系4接合太陽電池用1eV材料InGaAsNの研究開発 画像

【量子界面物性研究室】太陽光を用いた水分解光触媒の開発

太陽光を用いた水分解光触媒の開発 画像

研究テーマ

  • 可視光応答型光触媒の開発
  • 光励起キャリアーの時間分解分光計測
  • 光励起キャリアーの反応と再結合の制御
  • 電気化学系を利用した光化学反応制御

主な研究内容・成果

①可視光応答型光触媒のキャリアーダイナミクス

NiやCr、Rhなどの遷移金属をドープしたSrTiO3光触媒は、不純物をドーピングすることで、電子・正孔再結合速度は遅くなることを見いだした

可視光応答型光触媒のキャリアーダイナミクス 画像

②水素発生・酸素発生助触媒への電子移動と正孔移動過程の観察

水素発生を促進するPtを可視光応答型光触媒(LaTiO2N)に担持すると、Ptへ電子が移動し、酸素発生を促進するCoOxを担持すると、CoOxへ正孔が移動し再結合が著しく阻害される様子を観察

水素発生・酸素発生助触媒への電子移動と正孔移動過程の観察 画像

【量子界面物性研究室】次世代太陽電池・材料の研究開発

研究テーマ

次世代太陽電池・材料の研究開発 画像
超高真空一貫MBE装置

  • 量子構造応用太陽電池
  • 歪格子系太陽電池材料・構造
  • 太陽電池電極の局所解析

主な研究内容・成果

①量子井戸島構造による赤外→可視 光アップコンバージョン

次世代中間バンド型太陽電池の新提案

量子井戸島構造による赤外→可視 光アップコンバージョン 画像

②歪格子系材料・構造

InGaAs/GaAs系の構造制御と計測

歪格子系材料・構造 画像

③半導体-電極界面の局所解析

KFM:原子間力顕微鏡(AFM)を基にnmレベルでの形状・仕事関数評価

半導体-電極界面の局所解析 画像