【研究分野】無機材料・物性

【研究領域課題番号】15H04125 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

第一原理計算 / 太陽電池 / 半導体 / 格子欠陥 / 太陽電池材料

【研究成果の概要】

太陽電池のニーズが高まる中、安価で無毒な材料による光吸収層の代替が期待されている。コンピュータシミュレーションにより物質の性質や安定性の予測が的確にできれば、有望物質の選定、すなわち物質探索が効率化できる。本研究では、量子力学の基本原理に基づいた第一原理計算により候補物質の性質や安定性を高い精度で予測するための手法を開発し、候補物質のスクリーニングに応用することで、新物質の探索を行った。その結果、新しい窒化物半導体の予測と実験による実証等の成果が得られた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31

【配分額】12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)

【研究分野】無機材料・物性

【研究領域課題番号】26630316 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

第一原理計算 / 太陽電池材料 / 電子構造

【研究成果の概要】

中間バンド型太陽電池は，次世代の高効率太陽電池として期待されている．しかし，その鍵となる中間バンドを有する光吸収層材料の最適化が十分になされているとは言えず，現状では理論値を遙かに下回る変換効率しか得られていない．本研究では，高精度な第一原理計算に基づいたスクリーニングにより，高い理論変換効率が得られる物質を選出した．その結果，従来提案されているような遷移金属元素をドーパントとして添加した2元系化合物半導体のみならず，ドーパントを含まない3元系化合物の中にも理想的なバンド構造を有する物質が存在することが予測された．

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2014-04-01 - 2016-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)