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量子ドット太陽電池

子型太陽電池は、理論上の変換効率が75%と、他の太陽電池と比べて非常に高い潜在性を持ち、第三世代太陽電池とも呼ばれる太陽電池です。量子ドット太陽電池には、安価な印刷法によって太陽電池を作製することができる可能性があり、それが実現されれば、製造コストを低下させることも可能となります。

また、有機系太陽電池に用いられる既存の色素は、有機物が多く、時間と共に分解していく傾向を持ちますが、量子ドットは無機化合物であるため、極めて安定的です。さらに、シリコン系太陽電池の利用できる主な波長は可視光領域ですが、量子ドットは、粒子径サイズを制御することにより、赤外から紫外までの波長を吸収することが可能であるため、 増感色素としても、最適に効果を発揮することが期待できます。

子ドット型太陽電池では、量子ドット中に電子を閉じ込めることで生じる、量子サイズ効果などの量子効果を活用して、これまでの太陽電池では吸収することのできなかった波長の光や、高エネルギーの光を有効に利用することで、変換効率を高めることが可能となります。方式としては、タンデム方式(量子ドットの寸法を少しずつ変えたものを、積層構造とすることにより、幅広い波長の光を吸収できるように構成されたもの)、中間バンド方式(量子ドット間を電子的に結合させることで生じる、中間バンドを活用し、幅広い波長の光を吸収できるように構成されたもの)、MEG(Multiple exciton generation)方式、ホットキャリア方式の、量子ドット型太陽電池(量子ドット中で電子のエネルギー緩和が通常の半導体よりも遅くなるエネルギー緩和時間の増大を利用し、キャリアを効果的に取り出せるように構成されたもの)などがあります。