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产业界とも连携し,「太阳光発电」は実用化の时代へ

研究分野の垣根を超えて共同研究

7つの研究部门がそろい太阳光発电を研究开発

 当センターは工学部の各学科や地域科学部,応用生物科学部など,异なる分野の研究室が集まって7つの研究部门を构成し,太阳光発电の新しいシステムの研究开発を行っています。その中のひとつ,薄膜シリコン系太阳电池のアモルファスシリコンを主材料とする电池は,日本では岐阜大学が初めて研究し,世界でも3番目の研究开発です。アモルファスシリコンとは厚さ200ナノメートル(※)の极薄のシリコンのこと。量产性が高く,軽くて柔らかいため,屋根や壁など多彩な形状の场所で使えます。现在はより高性能な材料开発にも取り组んでいます。

 また,これらの薄膜シリコン系太阳电池の性能を原子构造で评価できる技术の开発や,色素が太阳光を吸収し,电気に変换する色素増感太阳电池の研究も行っています。さらに天気予报を解析して日射量を计算し,太阳光発电量を予测する研究も海外と共同で进めています。

※ナノメートル...国际単位系の长さの単位。1ナノメートルは0.000001尘尘。

地域や农业への応用など実用化で社会贡献へ

 太阳电池は研究开発から実用化の时代を迎えました。大手メーカーは低価格化実现に向けて努力をし,自动车メーカーは各家庭での太阳光発电システムの蓄电により,より多くの走行が可能となる电気自动车の开発を进めています。将来的には复数の村や町ごとにメガソーラーを配置して蓄电し,电気や自动车をシェアできるようになれば地域の再生や活性 化にも繋がると思います。さらにセンターでは农业への応用を始め,例えば低コストで养鶏场に冷房设备を整えるなど,新しい太阳电池の用途を模索し始めています。

 このような多くの研究や活动ができるのも,研究室间の横の繋がりがあるからこそ。また,各研究を束缚せずに任せることで,よりうまく进んでいると思います。今后も社会贡献できる开発に取り组みたいと思っています。

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未来型太阳光発电システム研究センターで取り组む研究开発

低価格で量产性の高い 「薄膜シリコン系太阳电池」

(左)ソーラーシミュレーター(中央)ボール状シリコン太阳电池搭载ソーラーカー
(右)軽くて柔らかい薄膜シリコン系太阳电池
四层分离型薄膜シリコン太阳电池製造装置

「アモルファスシリコン」や「微结晶シリコン」などを主材料とする薄膜シリコン系太阳电池。プラズマ技术などを用いる主材料の作製や,作製した薄膜シリコン系太阳电池について构造や电気的,光学的な性质を调べる研究を行い,さらなる高効率化を目指している。


岐阜大学工学部 電気電子?情報工学科 电気电子コース
(薄膜シリコン系太阳电池研究开発部门)
野々村 修一 教授

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ごく细い探针を使うことで,太阳光パネルの
局所的な特性を評価する「光起电力顕微镜」。

「微结晶シリコン太阳电池」の性能を评価する
「光起电力顕微镜」

微結晶シリコン太陽電池の局所的な特性を評価するために「光起电力顕微镜」を開発。20ナノメートル(※)の細い針を使って微結晶シリコンの表面をなぞり,形状を観察。そこに電気を流し,また光を当てて電流の動作状況を見ながら,局所的な性能を評価する仕組みを企業と共同開発している。


岐阜大学工学部 電気電子?情報工学科 电気电子コース
(薄膜シリコン系太阳电池研究开発部门)
伊藤 貴司 准教授


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1メートル角の太阳电池モジュール(パネル)の构造を评価
「エリプソメトリー」による评価技术

贬滨罢太阳电池用プラズマ颁痴顿薄膜シリコン成膜装置

物质の表面で偏光した光が反射するときの偏光状态を観测し,その物质に関する情报を集める方法「エリプソメトリー」。これを用いて,1メートル角程度の大きな太阳光パネルを评価する新技术を公司と研究开発している。薄膜シリコン系太阳电池に光を照射し,光反射から物质の光学的特性や厚みを観测することで薄膜构造の评価を行っている。


岐阜大学工学部 電気電子?情報工学科 电気电子コース
(太阳电池モジュール评価技术研究开発部门)
藤原 裕之 教授

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発电効率がアップする新材料「シリコンクラスレート」

シリコンクラスレートの构造模型

ダイヤモンド构造のシリコン原子にナトリウムを内包させてできる,かご状の结晶构造「シリコンクラスレート」。これを太阳光パネルの新材料として开発。シリコンクラスレートは内包物质によって性质を変え,シリコンの用途を大幅に広げる。构造が変化した后にナトリウムを抜くと,新しい半导体シリコンクラスレートとなり,発电効率のアップが期待される。


岐阜大学工学部 電気電子?情報工学科
电気电子コース
(薄膜シリコン系太阳电池研究开発部门)
久米 徹二 准教授

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大学施设の屋上に设置された太阳电池。小型カメラ
(右上)で云の动きを観测したり,赤外线カメラ(左上)
で温度を计测して不良を确认したりして,それらが発电
量に与える影响を研究している。

电力の需要供给を贤くバランス制御するシステム
「スマートグリッド(次世代电力网)」

太陽電池による発電量は,雲の動きや日射量,気温などの気象データ,パネルの角度や経年劣化などに影響を受ける。そのため発電量を正確に推定する研究や,燃料電池や蓄電池などと組み合わせて最適な電気供給システムを確立する研究に取り組んでいる。また,そうした電力供給と電力需要のバランスをコンピューターネットワークで制御する「スマートグリッド(次世代电力网)」の実証システムを開発し,可児市の花フェスタ記念公園で運用している。


岐阜大学工学部 電気電子?情報工学科 电気电子コース
(ハイブリッドエネルギーシステム研究开発部门)
吉田 弘樹 准教授


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赤や黄,緑,无色透明の太阳光パネル
「色素増感太阳电池」

无色透明の「シースルー太阳电池」。
発电量は少ないが,窓に贴るなど様々な场所への応
用が期待される。

太阳光を吸収する色素を使って电気を発生させる色素増感太阳电池を研究。中でも太阳光に半分以上含まれる赤外线のみを吸収するという,无色透明に近い色素を太阳电池に利用する「シースルー太阳电池」を开発。窓などに贴ると可视光を通し,赤外线のみを电気に変える。


岐阜大学工学部 化学?生命工学科 物質化学コース
(色素増感太阳电池研究开発部门)
船曳 一正 准教授


※( )内部門は,併任または兼務している研究推进?社会連携機構 未来型太陽光発電システム研究センターでの所属部門。