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従来の太陽電池には、「ウェット型」(溶液ベース)と「ドライ型」(金属酸化膜半導体で構成)がある。 このうちドライタイプの太陽電池は、ウェットタイプに比べて信頼性が高く、環境にも優しく、コスト面でも優れている。 また、金属酸化物は紫外線を利用するのに適している。 このため、韓国の仁川大学の研究者たちは、金属酸化物ベースのTPVデバイスの革新的な設計を考え出した。 彼らは、効率的なTPVデバイスを開発する目的で、2つの透明な金属酸化物半導体の間に極薄のシリコン(Si)層を挿入したのです。 これらの研究成果は、2020年8月10日にオンライン公開された『Nano Energy』誌に掲載されました(2020年12月号での最終公開予定に先駆け)。 研究を主導したJoondong Kim教授は、「私たちの目的は、酸化亜鉛と酸化ニッケルの間にアモルファスSiの超薄膜を埋め込んで、高出力の透明太陽電池を考案することでした」

このSi膜からなる新規設計には、3つの大きな利点があります。 まず、(裸のTPVとは対照的に)より長波長の光を利用できるようになった。 第二に、効率的な光子の収集が可能になった。 3つ目は、荷電粒子をより速く電極に輸送できることである。 さらに、曇りや雨の日など、光量の少ない状況でも発電できる可能性がある。 さらに研究チームは、このデバイスを使って扇風機のDCモーターを作動させることで、発電能力を確認しました。

これらの結果に基づき、研究チームは、この新しいTPV設計の実生活への応用がすぐに可能になると楽観視しています。 潜在的な用途については、キム教授が説明するように、たくさんあります。”私たちは、私たちのTPVデザインの用途を、ガラス製の建物から電気自動車、スマートフォン、センサーなどのモバイル機器に至るまで、あらゆる種類の材料に広げたいと考えています。” これだけでなく、研究チームは、2次元半導体、金属酸化物のナノ結晶、硫化物半導体などの革新的な材料を使用することによって、彼らのデザインを次のレベルに引き上げることを期待しています。 キム教授は、「私たちの研究は、持続可能なグリーンな未来、特に二酸化炭素排出量をゼロまたは最小限に抑えたクリーンエネルギーシステムを構築するために必要不可欠です」と結論づけています。

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