プラズモニック太陽電池
プラズモニック太陽電池（ぷらずもにっくたいようでんち）は、プラズモンを使用して光から電気に変換する効率を高める太陽電池。
概要
[編集]従来の太陽電池では半導体材料の吸収係数により入射した光子の一部しか電気に変換できていなかった。ナノ粒子を太陽電池の表面に薄く分散させることで局在表面プラズモンにより吸収係数が高まり、変換効率が高まる[1]。グラフェンと金属ナノ粒子を結合させたところ、光電変換能力が20倍超に向上した[2]。
用途
[編集]従来の太陽電池の効率を高める用途が考えられる。
原理
[編集]太陽電池の表面にナノ粒子を薄く分散させることにより表面プラズモン共鳴により光の吸収係数が高まり変換効率が向上する[3]。半導体の太陽電池よりも薄膜太陽電池や色素増感太陽電池に適用した方が吸収係数が高まるため高効率化に効果がある[1]。起電圧は、伝導層のバンドギャップとナノ粒子と接触する電解質の電位に依存する。
特徴
[編集]脚注
[編集]- ^ a b 伊原学 (2011). “プラズモニック太陽電池: 局在表面プラズモンによる色素増感太陽電池の高効率化” (PDF). 光学 40 (2): 91-97.
- ^ “「プラズモン効果でグラフェンの光電変換能力が20倍向上」 ケンブリッジ大らが報告”. 2018年12月16日閲覧。
- ^ “Si系太陽電池表面に塗布するだけ：Siナノ粒子で太陽電池の変換効率が改善”. 2018年12月17日閲覧。
参考文献
[編集]- 菊池哲雄. "錫フタロシアニン太陽電池と表面プラズモン共鳴." 光 量子デバイス研究会資料 (2000).
- 尾立樹一郎, et al. "色素担持量を制御した色素増感太陽電池における Ag プラズモン効果の定量的検討." 化学工学会 研究発表講演要旨集 化学工学会第 40 回秋季大会. 公益社団法人 化学工学会, 2008, doi:10.11491/scej.2008f.0.255.0
- 伊原学. "金属ナノ粒子の表面プラズモンを利用する太陽電池." 化学工学会 研究発表講演要旨集 化学工学会第 41 回秋季大会. 公益社団法人 化学工学会, 2009.
- 伊原学. "第3世代としてのプラズモニック太陽電池: 色素増感太陽電池に金属ナノ粒子の局在表面プラズモンを利用 (特集号 再生可能エネルギーとナノ科学)." ナノ学会会報 10.2 (2012): 75-78, NAID 40019298813
- 馬場暁, 新保一成, 加藤景三. "表面プラズモン励起を利用した有機太陽電池 (特集 有機系太陽電池が動き出す)." ディスプレイ 18.7 (2012): 15-20, NAID 40019313540
- 山田淳. "プラズモンナノ材料開発の最前線と応用." (2013).