シリコンファイバーを使ったフレキシブル太陽電池布、もうすぐ実現 … 英米チーム

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米国ペンシルバニア州立大学と英国サウサンプトン大学の共同研究チームが、太陽電池として機能するシリコンファイバーを開発したとのこと。これを織り上げることで、フレキシブルな布型太陽電池が実現できるとしている。2012年12月6日付の Advanced Materials に論文が掲載されている。

シリコンファイバーの断面 (Credit: Badding lab, Penn State)

シリコンファイバーは、高圧CVD法によって、光ファイバーの細孔内に半導体材料を堆積させて作製する。この技術は、もともと光ファイバーと半導体チップを融合するために同チームが開発したもの。今回の研究では、これを太陽電池用ファイバーに応用した。右の写真は、シリコンファイバーの断面画像。ファイバーの細孔内に、n層、i層、p層が形成されており、pn接合による光電変換が可能になっている。

フレキシブルな布型太陽電池を作れることに加え、シリコンファイバーにどの方向から光が当たっても発電できるため、平面パネルと違って太陽光の入射角度に依存した発電量変化が起こりにくいことも利点であるといえる。軽量で折り畳み可能であるため、電力供給デバイスとして携帯機器に搭載したり、戦場で兵士の戦闘服に織り込んで電源として利用するといった用途も考えられる。

メートルオーダーのシリコンファイバー (Credit: Badding lab, Penn State)

研究チームは、すでにメートルオーダーのシリコンファイバーを作製しているが、原理的には10m以上の長さのファイバーも生産可能であるという。太陽電池以外にも、化学センサやバイオ医療デバイスなど幅広い分野での応用が期待できる。さらに、シリコンファイバーには、可視光レーザーへの応答性が極めて速いという特性もある。この性質を利用して、1.8GHz帯域での光検出器も作製されている。


発表資料

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