量子ナノ構造体による超高効率太陽電池研究開発拠点

文部科学省「低炭素社会構築に向けた研究基盤ネットワーク整備事業」

「低炭素社会構築に向けた研究基盤ネットワーク整備事業」は, ナノテクノロジーを活用し優れた研究成果・技術シーズを創出している研究拠点を公募により見出し実用化の加速に資する先端的な研究機器を整備,大学等の研究機関が所有する先端研究設備を研究機関・分野の枠組みを越えて共用することで,イノベーションを生み出すことを目的として文部科学省が公募したものです。

低炭素研究ネットワークは3ハブ拠点・15サテライト拠点からなります。東工大はサテライト拠点です。 .

拠点概要

　東工大電子物理工学専攻が開発してきた太陽電池の研究開発技術と東工大量子ナノエレクトロニクス研究センターが開発してきたナノ構造体形成技術を併せることで、これまで実現が困難とされてきたワイドギャップ化をナノ構造体の持つ量子効果を利用することにより実現し、太陽光の全波長を利用してCO₂の大幅な削減を可能とするタンデム型超高効率フルスペクトル太陽電池の開発に取り組む拠点を整備する。

研究計画と方向性

○　課題解決への具体策とその手法：
従来の材料をナノ構造まで微細化することで量子閉じ込め効果を用いたバンドギャップ制御を行い、広いバンドギャップを持たせた、従来型の太陽電池接合セルと積層構造できる太陽電池接合セルを開発する。

○　独創性、他の機関にはない独自の技術：
Si ヘテロ接合太陽電池において18.5%という世界最高レベルの効率を得る実力を持ち、また電子ビーム露光装置による光・電子デバイスのためのナノ構造形成技術も世界最高レベルにある。この二つの技術を組み合わせて行う。

○　期待される成果：
低炭素社会においてのエネルギー生成において最も期待される太陽電池を高効率化する。

ナノワイヤ太陽電池の概念図

シリコンナノワイヤのSEM写真

共用設備と利用料

下記の装置が共用化されています。また各利用に当たり、利用負担金が必要です。
■電子ビーム露光装置　（JEOL JBX-6300UA）（利用負担金　当初1時間　技術代行　40,800円　機器利用18,800円　露光1時間を超過した場合は1時間当たり7,800円の超過額）　
■分析装置付き走査型電子顕微鏡　　
（JEOL JSM-7001F 　エネルギー分散型分析装置・結晶方位解析装置・二端子ナノマニピュレータ等を備える）
（利用負担金　1回22,000円）
■密着型手動マスクアライナ　（SUSS MA8）（利用負担金　技術代行　1回22,700円　機器利用　1回11,000円）
■高性能金属および酸化物電極作製装置(スパッタ装置)　（利用負担金　1回22,000円）
■イオンミリング装置(伯東社製)（利用負担金　1回11,100円）
■高温対応超高真空マイクロプローブ（利用負担金　 1時間12,700円）
■低温対応真空マイクロプローバ（利用負担金　 1時間13,200円）
■走査型プローブ顕微鏡（利用負担金　1時間17,400円）
■顕微ラマン分光装置（利用負担金　1時間17,600円）
なお、電子ビーム露光装置については、東工大ナノテクノジープラットフォームの自主事業に準じた成膜装置・電子顕微鏡などによる微細構造形成・確認を含みます。

お問い合わせ

担当者者宛、電話( 03-5734-2572)またはメールにて連絡頂きますよう、お願いいたします。なお、申込には東工大ナノテクノロジープラットフォームの自主事業と同様に、自主事業の約款に基づいた利用申請書の提出をお願いします。