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エネルギー革命、常温固体核融合コミュの光吸収100倍の太陽電池を開発 岡山大、生活排熱で発電も

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光吸収100倍の太陽電池を開発 岡山大、生活排熱で発電も


2011.9.19 16:38

写真:酸化鉄化合物「グリーンフェライト」を金属板に吹き付けた太陽電池の試作品

 光の吸収率が従来のシリコン製の100倍以上の太陽電池を、岡山大大学院自然科学研究科の池田直教授のチームが「グリーンフェライト(GF)」と名付けた酸化鉄化合物を使って開発している。

 この太陽電池はこれまで吸収できなかった赤外線も発電に利用できる可能性がある。池田教授は「赤外線は熱を持つものから出ている。太陽光以外に、火を扱う台所の天井など家中、街中の排熱でも発電できるかも」としており、2013年の実用化を目指す。

 GFは粉末状で、土台となる金属に薄く塗る。1キロワット発電する電池を作るコストは約千円が目標で、約100万円かかる従来のシリコン製に比べて大幅に安い。パネル状になっている従来型では難しい曲げ伸ばしができ、煙突や電柱に巻き付けるなど設置場所は幅広い。


★独り言・・・

 電力会社や原発関連企業、石油関連企業と結託して、利権政治屋や売国財界人
が闊歩するのは、いい加減止めにしてもらいたいもの。

少なくとも、開発妨害だけはさせてはならない。こうして宣伝する事で監視を。


■池田研究室の公式ページへようこそ!
http://me.phys.okayama-u.ac.jp/groups/2dab2/wiki/94d21/

池田研では、RFe2O4という希土類(R)を含む鉄の酸化物を扱っています。
この物質は、新しい原理(イオンの並び方でなく電子の並び方)による強誘電体で、この材料は我々の研究による発見です。
電子の並び方が電気分極の起源となる誘電体は,いままでに知られていませんでした。しかしこの発見の後,実はこの物質もそういう電気分極を持っているのではないか?と,多くの人が気付き始めています。電子の分布の偏りを電気分極の起源とする誘電体を,電子誘電体,と呼ぶ人が増えています。

私たちの研究室では、RFe2O4や関連物質の良質な試料を作製しています。世界で一番高品位な,完全結晶であることは最近の放射光スペックル試験から証明されました。また,電気伝導を許す可能性のある誘電体の不思議な特性も,徐々にですが明らかにしてきています。そういった非常に新しい物質のさまざまな条件下での物性測定をしています。また一部の測定から発見された新機能は,電子デバイスなどへの応用を目指して他の研究グループとも協力した研究を行っています。

♢研究内容

私たちは、初めて室温で電子が規則配列をとる物質を発見し、“グリーンフェライト®”と名付けました。いままで電子の規則配列(秩序化)は超電導と同じように低温でしか起こりませんでした。 この電子の秩序化は物質中の電子同士のクーロン反発力(電子相関)効果で起ります。 秩序化した電子群は誘電体と同じ特性を持ち「電子誘電体」とも呼ばれます。 こういった特性を持つ材料は今までになかったものですから、さまざまな新しい特性の開拓を行っています。
 グリーンフェライト®は、酸化鉄化合物でRFe2O4 と書かれます。 特に三角形の形にイオン位置を持つことから、様々な不思議なことが起ります。 これらの物性研究を重ねるうちに,新しい電子素子の提案すらできるようになりました。

さらに、スピンの向きに関しても、同じような現象が起こります。230K以下で磁場をかけるとスピンの向きがそろいます。
つまり、230K以下では電荷もスピンも秩序をもつ状態になります。このように複数の秩序を持つものを、マルチフェロイック物質といいます。マルチフェロイック物質は、電場をかけて磁化が応答したり、磁場をかけて電荷が応答したりする可能性があります。

♢試料作製
 私たちはまず基礎研究ベースで重要な物理現象を捉えるため、 酸素欠損量を0.001% まで制御した良質な単結晶を コンテナレス合成(浮遊帯域徐冷法)しています。

♢極低消費電力トランジスタ

PN 接合を利用した従来型トランジスタでは、駆動電力の省エネ化には限界があります。 一方、グリーンフェライト単結晶・薄膜で作成すれば、順方向電圧降下を持たずに電気伝導度をmW/cc 以下の外部電場で制御することが可能だということがわかりました。

♢巨大電気磁気効果

RFe2O4 は電気磁気効果が現れると 以前から言われていたにもかかわらず,実験報告はありませんでした。良い結晶が作れなかったからです。私たちは、磁化の変化の大きなところで誘電率も大きく変化するという、電気磁気効果を世界で最初に観測することに成功しました。

♢光吸収

現在の太陽電池は、太陽光の波長分布のうち、特に強度の大きい1.5eV付近以上の可視光を駆動源としています。 わたしたちのグリーンフェライトは可視光から赤外線までを取り込む強い吸収領域を持ちます。 このため、赤外線領域からの光吸収過程を応用した新しい太陽電池を提案しています

コメント(2)

太陽電池関係では、その他に


【ホンダが太陽電池で加速!シリコン不要が武器】
2011.9.19 12:00 (1/3ページ)
http://sankei.jp.msn.com/economy/photos/110919/biz11091912010002-p1.htm

写真:甲子園球場に設置されたホンダの太陽電池パネル。昨年3月から稼働している


 ホンダが太陽電池ビジネスを加速する。来年度初めに化合物系太陽電池で変換効率の高い商品を発売するほか、今後も効率向上と低コスト、環境特性などを武器に事業拡大をもくろむ。世界的に太陽光発電が普及し、中国メーカーなどの参入によって低価格化が進む中で、ホンダはシリコンを使わない商品で差別化し、競争を勝ち抜きたい考えだ。

 太陽電池は現在、原料にシリコンを使ったものが主流だが、ホンダが手がけるのは銅・インジウム・ガリウム・セレンという4種の金属化合物を使った「CIGS薄膜式」と呼ばれるタイプ。光が当たると、電気の元となるプラスの性質を持つ正孔がCIGS化合物に、マイナスの性質を持つ電子がCIGS化合物の上に重ねたバッファ層に集まる。両方の電極を結ぶと電気が流れる仕組みだ。

 光を電気に変換する効率を示す変換効率ではシリコン系が最高レベルで20%を超えているのに対し、ホンダが来年度初めに投入する商品は13%超で、まだ差は大きい。ただ、実用面ではその差は小さくなるという。

 太陽電池は高温になると発電量が落ちるが、CIGS薄膜式は材料の性質上、高温でもあまり落ちない。実際に屋根に設置した場合、表面温度は約80度に達する。この条件下では「シリコン系と比較し、CIGS薄膜式が2%発電量が高くなる」(ホンダソルテックの船川和彦開発センター長)。

同様に太陽電池関連

国際競争している訳だから、利権集団で「分け前競争」している間に、日本は
国際競争から脱落してしまう。無能政治屋を早く追い出さなくてはダメだ。

【世界初の塗料型太陽電池車 独ダイムラーが共同開発】
2011.9.2 01:00

写真:ダイムラーとBASFが共同開発した塗料型の有機太陽電池を使用した電気自動車「スマート フォービジョン」(ダイムラー提供・共同)


 ドイツ自動車大手ダイムラーと化学大手BASFは1日、車体に塗る形で備え付ける「有機太陽電池」を使った電気自動車を共同開発したと発表した。両社によると、同電池を使った自動車は世界初。13日からフランクフルトで始まるモーターショーで公開する。

 発表によると、有機太陽電池が採用されるのは小型車「スマート フォービジョン」。車の屋根に透明な有機化学染料を使った。従来の充電型の電気自動車と違い発電が可能なため、長距離走行が可能になった。

 このほか、車体の軽量化やホイールをプラスチックにするなどしてエネルギー効率を高めることにも成功した。ダイムラー幹部は、「未来の電気自動車を紹介できることは喜ばしい」とコメントした。(共同)

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