【環境科学科】　<研究室紹介> 超高効率な太陽電池（大竹研究室）

　とても鮮やかでカラフルに光る溶液が並んでいます。左からおおよそ、紫?青?水色?緑?黄緑?黄?橙?赤の順番になっています。この順番の意味は分かるでしょうか。雨上がりの空を見上げて、もしもあなたが虹を見ることができたら、きっと七色をしていることでしょう。その虹のリングは、内側から外側に向かってこの順番に並んでいるハズです。これには理由があり、色にはそれぞれ特徴的な性質があるのです。そして太陽の光には、これらの色のすべてが含まれているのです。

　大竹研究室では、超高効率な太陽電池の研究をしています。効率良く発電をさせるためには、太陽光が含んでいるあらゆる光を、できるだけ無駄なく吸収することが必要です。写真にある溶液は、それぞれカラフルにとても明るく光っており、これはある色の光をたくさん吸収する優れた性質を持っていることを示しています。

　この溶液中に含まれる物質は、コロイド量子ドットと呼ばれます。これは、光をとても効果的に吸収する性質を持っています。さらにコロイド量子ドットは、その量子ドットの大きさを変えることで、吸収させる光を様々に変えることができます。例えば、小さくすると写真の左側に、大きくすると右側に向かって性質が変化していきます。これは「量子サイズ効果」と呼ばれており、とても興味深い現象として知られています。


　私たちは、この優れた性質を持つ化合物を合成することで、コロイド量子ドット太陽電池を研究しています。この太陽電池は、発電効率が75％にも達することが理論的に示されています。このような研究を通じて、エネルギー問題の解決に向けた、地球環境の改善を目指しています。より詳しい解説は、大竹研究室のホームページをご覧ください。