Backbone rigidity promoting hole delocalization and enabling efficient charge generation with minimal voltage loss in nonfullerene organic photovoltaics...

入手が容易で安価なマグネシウム金属（負極）と多孔質グラフェン（正極）を組み合わせ、さらに塩化マグネシウムを含む電解液を固体化することで、液漏れを防ぐとともに塩化に強い耐性を持つ、高性能かつ繰り返し使用可能な全固体マグネシウム空気二次電池を開発しました。　大容量で繰り返し充放電可能な二次電池は、電気自動車などの電化技術の中核になると期待されています。しかし、リチウムや白金などの高価な金属が使用されており、これらに代わる材料の探索が求められています。　一方、マグネシウム空気二次電池は、炭素材料を正極、マグネシウムを負極、塩化マグネシウム含有した電解質とし、正極活物質の酸素を...

太陽光発電は天候に左右されやすく、計画通りの発電ができない場合、電力市場では「インバランス料金」と呼ばれる罰則的費用が発生します。本研究では、人工知能（AI）を用いて太陽光発電と蓄電池の運用を最適化する手法を開発し、従来に比べ最大47％のインバランス料金の削減を実現しました。　再生可能エネルギーの普及に伴い、太陽光発電と蓄電池を組み合わせた電力供給システムの活用が重要性を増しています。電力市場では、発電事業者は翌日に供給する電力量を「計画発電量」として提出し、これに基づいて取引を行います。しかし、太陽光による発電量は天候に左右されやすく、計画と実際の供給量にずれが生じると市場全体の...

半導体デバイスに用いる多結晶ゲルマニウム（Ge）薄膜について、その品質を向上させた上で水素添加を行うことで、正孔密度が顕著に低減することを発見しました。また、追加の低温熱処理により、水素導入時に生じるGe表面のダメージを回復し、正孔密度をさらに低減させることに成功しました。　情報化社会の進展に伴い、半導体デバイス性能の革新が求められています。中でも、ガラスやプラスチックといった絶縁体上に高品質なゲルマニウム（Ge）薄膜を形成できれば、高性能な薄膜トランジスタを用いたディスプレイ端末や三次元LSI（大規模集積回路）、さらには低コストかつ高効率な薄膜太陽電池の実現も期待されます。そのた...

鉛を含まず環境負荷が少ないペロブスカイト太陽電池として注目されているスズ系ペロブスカイト太陽電池において、電子輸送層の改良でより高い開放電圧が実現されるメカニズムを、電子スピン共鳴法を用いて解明しました。スズ系ペロブスカイト太陽電池のさらなる高効率化を目指す上で重要な成果です。　ペロブスカイト太陽電池は軽量で柔軟性があり、印刷技術で製造が可能であるなどの特徴を持つため、次世代型太陽電池として注目されています。その中でも高効率なペロブスカイト太陽電池には、鉛系ペロブスカイトが用いられてきました。しかし、鉛には毒性の懸念があるため、幅広い実用化に向けて、鉛を環境負荷の少ないスズで代替し...

再生可能エネルギーの大量導入に向けた運用モデル作りから、それを支える蓄電池や燃料電池まで、脱炭素社会の実現につながる研究開発に取り組んでいるのが、秋元さんです。 　秋元さんがエネルギー研究で重視しているのが経済性と環境、安定供給のバランスです。その中でも安定供給の視点から注目しているのがレジリエンスです。非常時にどれだけ柔軟に対応できるかという強じん性のことで、太陽光発電と蓄電池を備えた建物のレジリエンスの指標を開発しています。公共施設を中心に太陽光発電と蓄電池を併設した建物が増えています。再エネの導入拡大に加え、自然災害などで外部からの電源供給が停電しても、自家発電や蓄電池...