教員・研究室紹介
内田 史朗 教授
shiro.uchida_at_p.chibakoudai.jp
047-478-0517
研究室URL：
キーワード
エネルギー，太陽電池，宇宙用太陽電池、多接合，集光
研究室概要
本研究室では再生可能エネルギーの候補として有望視されている太陽光発電を中心にエネルギー関連の研究テーマに取り組んでいる。現在、一般に普及している太陽電池は太陽光エネルギーをわずか15%程度にしか電力エネルギー変換できていないが、我々はその変換効率を大幅に改善でき特殊な材料を用いた多接合太陽電池の開発に重点的を置いている。この多接合太陽電池は宇宙用太陽電池として実用化されているが、地上でもレンズを用いて太陽光を集光することで変換効率を飛躍的に高められる。 本研究室では変換効率50%を目指して、世界記録に挑戦し続けている。
研究テーマ
1. 集光型太陽電池セルの開発
本研究室では、学外の研究機関と協力して太陽電池の開発を進めている。他の研究機関ではあまり実施されていない特別な方法により複数のセルを結合させることで、一般普及している太陽電池では捨てていた赤外光線をも取り込むことができる。この多接合セルを用いれば太陽光エネルギーを無駄なく吸収でき、さらにレンズを用いて太陽光を集光させることでより効率よく電力に変換できる。我々は新規の材料・構造を検討しながら 夢の変換効率50%を目指して研究活動を行っている。
2. 太陽電池セルの新規評価技術の開発
実際に作製した太陽電池セルは、擬似太陽光を発するソーラーシミュレーターという装置を用いてその特性を評価する。本装置では、電流電圧特性から、実際の太陽光下での変換効率を予測することが出来る。但し、複数のセルが合体した多接合セルは一体化しているので、この装置だけではそれぞれのセルの詳細分析ができない。この課題を解決する為には特殊な評価技術が必要である。本研究室では、特別な光を当てる、高温下に置く、などの特殊な測定を行い、セルの新規評価技術の研究を行っている。
これまでの主要な業績
- P. Dai, S. Lu, S. Uchida, L. Ji, Y. Wu, M. Tan, L. Bian, and H. Yang
"Room-temperature wafer bonded GaInP/GaAs/InGaAsP/InGaAs four-junction solar cell grown by all-solid state molecular beam epitaxy"
Applied Physics Express, 9, 016501, 1-4 (2016) - M. Arimochi, T. Watanabe, H. Yoshida, T. Tange, I. Nomachi, M.Ikeda, P. Dai, W. He, L. Ji, S. Lu, H. Yang, S. Uchida
"Novel Multi-junction Solar Cells Fabricated by Room-temperature Wafer Bonding Technique"
Jpn. J. Appl. Phys. 54, 056601 (2015). - S. Uchida, T. Watanabe, H.Yoshida, T. Tange, M. Arimochi, M. Ikeda, P. Dai, L. Ji, W. He, S. Lu, and H. Yang
"Room-temperature GaAs/InP Wafer Bonding with Extremely Low Resistance"
Applied Physics Express, 7, 112301, 1 (2014). - P. Dai, S. Lu, M. Arimochi, S. Uchida, T. Watanabe, X. D. Luo, and H. Yang
"Carriers transport properties in GaInP solar cells grown by molecular beam epitaxy"
Solid State Communications, 200, 9 (2014) - L. Ji, S. Lu, Y. Wu, P. Dai, L.F. Bian, M. Arimochi, T. Watanabe, N. Asaka, M. Uemura, A. Tackeuchi, S. Uchida, H. Yang
"Carrier recombination dynamics of MBE grown InGaAsP layers with 1 eV bandgap for quadruple-junction solar cells" Solar Energy Materials and Solar Cells, 127, 1 (2014)
