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素子

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1: 2015/09/24(木) 17:58:15.76 ID:???.net
塗って作れる太陽電池の実用化に大きく前進 | 理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2015/20150924_2/

画像
http://www.riken.jp/~/media/riken/pr/press/2015/20150924_2/fig1.jpg
図1 PTzBT(左)とPTzNTz(右)の溶液の写真
PTzBTが赤紫色であるのに対し、PTzNTzは黒色に近い深緑色であることから、PTzNTzの方が光を吸収する波長領域が広いことが分かる。
http://www.riken.jp/~/media/riken/pr/press/2015/20150924_2/fig2.jpg
図2 OPVのエネルギー変換効率の時間変化(a)とOPVの構造(b)
光活性層に用いる半導体ポリマーをPTzBTからPTzNTzに変更することで耐久性が向上した。また、ホール輸送層を酸化モリブデン(MoOx)から酸化タングステン(WOx)に変更することで、さらに耐久性が向上した。


要旨

理化学研究所(理研)創発物性科学研究センター創発分子機能研究グループの尾坂格上級研究員、斎藤慎彦特別研究員と瀧宮和男グループディレクターらの研究チームは、半導体ポリマー[1]を塗布して作る有機薄膜太陽電池(OPV)[2]のエネルギー変換効率(太陽光エネルギーを電力に変換する効率)と耐久性を同時に向上させることに成功しました。

OPVは半導体ポリマーを基板に塗布することで作製できるため大面積化が可能です。このため、低コストで環境負荷が少ないプロセスで作製でき、現在普及しているシリコン太陽電池にはない軽量で柔軟という特長を持つ次世代太陽電池として注目されています。OPVの実用化には、エネルギー変換効率とともに耐久性を向上させることが大きな課題でした。

研究チームは、エネルギー変換効率の向上を目指して研究を進め、OPVの変換効率だけでなく、耐久性(耐熱性)も向上させる新しい半導体ポリマー「PTzNTz」の開発に成功しました。
2014年に研究チームが開発した半導体ポリマーであるPTzBT [3] 注1)素子とPTzNTz素子(PTzBTあるいはPTzNTzを塗布して作製したOPV)を比較したところ、エネルギー変換効率が7%から9%まで向上しました。また、これらの素子の耐久性を評価するため85℃に加熱して500時間保存したところ、PTzBT素子では、エネルギー変換効率は初期値の半分以下まで低下したのに対し、PTzNTz素子ではエネルギー変換効率がほとんど変化しませんでした。これは、実用レベルに近い耐久性であると考えられます。エネルギー変換効率9%はOPVとしては非常に高いエネルギー変換効率です。加えて、これほど高い耐久性を示す半導体ポリマーは、他に類を見ません。

本研究により、OPVは耐久性が低いという従来の認識を覆すことができました。この知見を基に、耐久性が向上した原因を調査することで、さらに高い変換効率および高い耐久性を示す半導体ポリマーの開発研究、ひいては実用化に向けた研究が加速すると期待できます。

本研究は、科学技術振興機構(JST)戦略的創造研究推進事業 先端的低炭素化技術開発(ALCA)の技術領域「太陽電池および太陽エネルギー利用システム」(運営総括:小長井誠)
研究開発課題名「高効率ポリマー系太陽電池の開発」(研究開発代表者:尾坂格)の一環として行われました。本成果は、英国のオンライン科学雑誌『Scientific Reports』(9月23日付け)に掲載されました。

続きはソースで

ダウンロード (2)
 

引用元: 【エネルギー技術】塗って作れる太陽電池の実用化に大きく前進 新材料開発でエネルギー変換効率と耐久性を同時に向上

塗って作れる太陽電池の実用化に大きく前進 新材料開発でエネルギー変換効率と耐久性を同時に向上の続きを読む

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1: 2015/07/06(月) 21:49:33.46 ID:???.net
東芝、阪大の気象レーダ用いたゲリラ豪雨検知システムの実証実験を開始 | マイナビニュース
http://news.mynavi.jp/news/2015/07/06/432/
【やじうまPC Watch】東芝、阪大の次世代気象レーダーを活用した豪雨検知システム ~ゲリラ豪雨発生の予兆を高速、高精度で検知 - PC Watch
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/yajiuma/20150706_710365.html
日経プレスリリース
http://release.nikkei.co.jp/detail.cfm?relID=390659&lindID=5

画像
http://n.mynv.jp/news/2015/07/06/432/images/001l.jpg
豪雨検知システムのイメージ図
http://n.mynv.jp/news/2015/07/06/432/images/002l.jpg
今回の実験で使用するフェーズドアレイ気象レーダ
http://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/710/365/02.png
フェーズドアレイとビームフォーミングの概念
http://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/710/365/03.png
MPレーダーとフェーズドアレイ気象レーダーの比較


 東芝は、大阪大学大学院工学研究科の牛尾知雄准教授らの研究グループ、大阪府と共同で、豪雨検知システムの実証実験を開始した。実験は情報通信研究機構(NICT)などの協力のもと行なわれ、実証期間は2年間の予定。

 実験では、大阪大学吹田キャンパスに設置され、2012年8月より観測実験を行なっているフェーズドアレイ気象レーダーを活用。フェーズドアレイレーダーは、航空機やミサイルなどの飛翔体検出にも用いられるレーダーで、多数のアンテナ素子を配列し、それぞれの素子における送信及び受信電波の位相を制御することで、電子的にビーム方向を変えることができる。

 フェーズドアレイ気象レーダーでは、従来のパラボラアンテナを機械的に回転させる気象レーダー(MPレーダー)と異なり、瞬間的にビーム方向を自由に変化させることができるため、従来のアンテナでは約5分かかっていた積乱雲などの詳細な3次元構造の観測を、10~30秒で観測可能だという。局地的大雨を発生させる積乱雲は10分程度で急発達し、竜巻も数分で発生し移動するため、それらの兆候をより迅速に察知するためには、より短時間で詳細な3次元構造を観測できるフェーズドアレイ気象レーダー技術が求められていた。

続きはソースで

ダウンロード



引用元: 【技術/気象学】次世代気象レーダーを活用した豪雨検知システム ゲリラ豪雨発生の予兆を高速、高精度で検知 東芝、阪大

次世代気象レーダーを活用した豪雨検知システム ゲリラ豪雨発生の予兆を高速、高精度で検知 東芝、阪大の続きを読む

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1: 2015/05/27(水) 07:37:07.70 ID:???.net
塗って作れる太陽電池で変換効率10%を達成 | 理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2015/20150526_1/
塗って作れる太陽電池で変換効率10%を達成 | 60秒でわかるプレスリリース | 理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2015/20150526_1/digest/

画像
http://www.riken.jp/~/media/riken/pr/press/2015/20150526_1/fig1.jpg
図1 PNTz4Tを発電層として用いたOPV素子の電流・電圧特性
順構造素子の発電層を厚くし、さらに逆構造素子を用いることで、電流密度が増大し、変換効率が向上した。エネルギー変換効率は、電流−電圧特性から短絡電流密度(電圧0 Vでの電流密度)と開放電圧(電流密度0 mA/cm2での電圧)、曲線因子(最適動作点での出力(最大出力))を読み取り、これらを掛け合わせることで求められる。

http://www.riken.jp/~/media/riken/pr/press/2015/20150526_1/fig2.jpg
図2 PNTz4Tを発電層として用いたOPV素子の模式図
順構造、逆構造どちらの素子においても、上部電極付近にフェイスオン配向のポリマー分子、下部電極付近にエッジオン配向のポリマー分子の割合が多い。逆構造素子では、ホールが上部電極(陽極)に向かって流れるため、よりホールを流しやすくなり、効率が向上する。


環境負荷が少ないエネルギーが話題になっています。太陽電池による発電もその1つで、なかでも有機薄膜太陽電池(OPV)は次世代太陽電池の有力な候補に浮上しています。現在、主に使われている太陽電池はガラス基板にシリコン半導体の発電層を貼ったもので、硬くて重い、設置場所が限られるなどの欠点がありました。これに対して、OPVはプラスチックや薄い金属に半導体ポリマーを塗布してつくるため、しなやかで軽く、3D曲面にすることも可能なほか、製作コストが安い、サイズを選ばないという特徴があります。ただ、エネルギー変換効率(太陽光エネルギーを電力に変換する効率)が、シリコン太陽電池の半分程度と低いため、これを向上させることが実用化に向けての最大の課題であり、変換効率10%が当面の目標値になっていました。

理研の研究者を中心とした共同研究チームはOPVで変換効率10%を達成すべく、半導体ポリマーを含む発電層や素子構造の改善に取り組みました。まず、正の電荷(正孔=ホール)を輸送する半導体ポリマーと、負の電荷(電子)を輸送するフラーレン誘導体を混合してつくる発電層を厚くしました。

続きはソースで

01


引用元: 【エネルギー技術/有機化学】塗って作れる有機薄膜太陽電池 発電層を厚くし、「逆構造素子」を適用 変換効率10%を達成

塗って作れる有機薄膜太陽電池 発電層を厚くし、「逆構造素子」を適用 変換効率10%を達成の続きを読む

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1: 2015/02/17(火) 01:09:17.89 ID:???.net
掲載日:2015年2月16日
http://www.zaikei.co.jp/article/20150216/235847.html

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 自然科学研究機構分子科学研究所(協奏分子システム研究センター)の須田理行助教、山本浩史教授、独立行政法人理化学研究所の加藤礼三主任研究員らの研究グループは13日、光に応答する有機分子を組み込んだ電界効果トランジスタを作製することで、光の照射によってオン・オフが可能な超伝導スイッチを開発したと発表した。

 超伝導物質を用いた電界効果トランジスタは、高速かつ省エネルギーな超伝導エレクトロニクスの基盤技術として期待されており、これまでにも電気的にスイッチ可能な超伝導トランジスタの開発が行われてきたが、今回の技術は将来的に光で遠隔操作可能な高速スイッチング素子や、超高感度光センサーなどの開発につながる可能性があるという。

 今回の実験では、このκ-Brを用いた超伝導トランジスタのゲート電極部分を、スピロピランと呼ばれる光に応答して電気的に分極する有機分子からなる薄膜に置き換えた構造を持つ、新たな光駆動型トランジスタを作製した。これまでの電界効果トランジスタでは、外部電源を用いてゲート電極へ電圧を印加し、物質に電荷を蓄積させることで電気抵抗を制御していた。

続きはソースで

(坂本直樹)

<画像>
従来の電界効果トランジスタ(A)と光駆動型トランジスタ(B)の模式図(自然科学研究機構分子科学研究所の発表資料より)
http://www.zaikei.co.jp/files/general/2015021523394631big.png

紫外光照射による絶縁体から超伝導への変化(自然科学研究機構分子科学研究所の発表資料より)
http://www.zaikei.co.jp/files/general/2015021523394703big.png

<参照>
光でオン・オフ可能な超伝導スイッチを開発(山本グループら) | 分子科学研究所
https://www.ims.ac.jp/news/2015/02/13_3096.html

Light-induced superconductivity using a photoactive electric double layer
http://www.sciencemag.org/content/347/6223/743.abstract

引用元: 【電磁気学/半導体】分子科学研究所、光でオン・オフ可能な超伝導スイッチを開発

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1: 2015/01/05(月) 13:09:25.86 ID:???0.net
http://www.shinmai.co.jp/news/20150105/KT141230FTI090011000.php
信州大繊維学部(長野県上田市)の杉本渉教授(44)=材料化学=は4日までに生物の体液の成分を利用して電気を蓄える新型の蓄電素子を開発した。

効率的に素早く電力を蓄えられるほか、硫酸や可燃性の有機溶媒で内部を満たすバッテリーなど従来型の蓄電池に対し、素子を利用した装置を小型化すれば安全に体内に埋め込むことができる。
心臓ペースメーカー用の蓄電池などを用途に想定しており、杉本教授は「血液や唾液、尿といった体液を利用して、人体を『蓄電池化』することも理論的には可能」としている。

 蓄電素子は「バイオスーパーキャパシタ」と名付け、研究内容は米・電気化学会誌で近く発表予定。実用化に向けた企業との連携も模索する。

 一般的な蓄電池には、自動車などに積むバッテリー(鉛蓄電池)があるが、内部に硫酸を満たしており、漏出を防ぐために強固で大きな容器が必要。近年普及が進んでいるリチウムイオン蓄電池も可燃性の有機溶媒を用いるという課題がある。

続きはソースで

引用元: 【技術】体液を使った蓄電素子開発-信州大

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1: 白夜φ ★ 2014/02/12(水) 23:22:22.52 ID:???

液晶の電場配向に対する閉じ込め効果を初観測-空間の狭さで液晶の特性が変わるメカニズムを解明-
2014年2月10日 09:00

東北大学原子分子材料科学高等研究機構の栗原和枝教授の研究グループは、独自に開発した共振ずり測定法を駆使し、基板の間の距離約13 nm以下の空間に閉じ込められた液晶は、電場により分子の向きを変えることが出来なくなることを見いだしました。 

液晶ディスプレーは、2枚の基板が液晶分子を挟んでできた素子から構成されており、一定方向に並んでいる(配向している)液晶分子の向きを、電場を用いて変えることで表示を制御しています。
本研究グループでは、基板表面間の距離を連続的に変えながら表面間の液体の特性を高感度に調べることができる共振ずり測定法を独自に開発し、表面間距離をナノメートルレベルで変えながら液晶の配向、およびその電場に対する応答の評価を行いました。

その結果、表面からの距離、或いは表面間の距離がある臨界値以下になると、電場などの外場により分子の向きを制御できなくなることを初めて示しました。
今回の研究成果は、基礎科学としては“閉じ込め効果(固体壁により分子の動きが制限される効果)”の理解につながると期待され、応用面ではディスプレーなどの液晶デバイスの微細化の限界を知る上で非常に重要な成果と言えます。

本研究は、2014年2月7日(英国時間)に英科学誌「Soft Matter」オンライン版に掲載されます。

8eeac50c.jpg

▽記事引用元 東北大学プレスリリース 2014年2月10日 09:00
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2014/02/press20140207-02.html

詳細(プレスリリース本文)
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press_20140207_02web.pdf



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