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世界初、ペイント&プリントできる太陽電池!軽くて安価、しかも高い変換効率

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エコで環境にやさしいクリーンエネルギーに注目が集まっているが、ソーラーパネルはコストがかかり、重くて扱いにくいのが難点である。

University of TorontoのEdward S. Rogers Sr. Department of Electrical & Computer Engineeringの研究チームでは、Zhijun Ning氏、Ted Sargent氏らが中心となって、「colloidal quantum dots」と呼ばれる、安定性が高い、新しい光感応のナノ粒子の作成を手がけているという。既存の太陽電池に比べて軽くて安価、よりフレキシブルなものになりそうだ。

「colloidal quantum dots」には、2つのタイプの半導体が導入されており、これらの働きによって、太陽光を吸収する。1つは“nタイプ”と呼ばれるもので、大量の電子を含んでいる。もう1つは“pタイプ”といわれ、ほとんど電子をもっていない。“nタイプ”のマテリアルは、空気に触れたとき、酸素分子に反応して“pタイプ”に変化してしまう。

研究チームでは、空気に触れても電子を保ち続けられる“nタイプ”のマテリアルを開発。そのため、より安定した環境で“nタイプ”と“pタイプ”のレイヤーを組み合わせられるようになり、光の吸収効率を向上させることに成功した。研究チームでは、8%のエネルギー変換効率に成功しており、これまでにない高い効率値を達成しているという。

また、この「colloidal quantum dots」が優れているのは、物体の表面に描いたり、インクをプリントして書き加えることができることだろう。さまざまな物体にプリントして用いられれば、複雑な構造で場所をとる専用の装置は不要となる。

この技術は、光や電気に作用する新しいデバイスの開発から、特殊なセンサー、赤外線レーザー、ダイオードを発生する赤外線、衛星などの技術に活用できる可能性をもっている。より安定性、発電効率が高く、しかも軽くてコストも抑えられるなんて、まるで夢のような太陽電池だ。実現が楽しみである。

colloidal quantum dots

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