【エネルギー】黒体限界を超える高密度の光電流を生成可能な熱輻射光源／太陽電池一体型熱光発電デバイスの開発に成功 京大 [すらいむ★]
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黒体限界を超える高密度の光電流を生成可能な熱輻射光源／太陽電池一体型熱光発電デバイスの開発に成功 －太陽光や熱エネルギーの有効利用による脱炭素社会の実現に向けて－
野田進 工学研究科教授、井上卓也 同助教、池田圭佑 同修士課程学生（研究当時）、浅野卓 同准教授らの研究グループは、高温の物体から生じる熱輻射から、黒体限界を超える高密度の光電流を生成することが可能な、熱輻射光源／太陽電池一体型・熱光発電デバイスの開発に成功しました。
これは、太陽光（熱）や各種熱エネルギーを利用した、高出力密度かつ高効率な発電システムの実現に向けた重要な一歩であるといえます。
（以下略、続きはソースでご確認下さい）
京都大学 2021年08月11日
https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2021-08-11 もー理系分野は東大より京大の方が上だな。
京大が東大より劣っているのは政治力だけだわ。 スレタイの意味すら分からない某理系国立大学卒のオレ 太陽に140nmまで近づけるわけないから
具体的にどう使うのかわからん なるほどね
地味に効率が上がって、地味に世界が変わっていく技術 >>2
波長より短い空間は
波がシミだして
エバネッセント派が信仰する >>8
全く調べてないが
数年前にフォトニック結晶と太陽電池を組み合わせて
変換効率を向上させる発明があったから
その取り出し効率を上げる方法を考えたんだと思う
光学クリスタルの教会条件を厳密に解くと
教会から減衰波長が溢れだす 太陽電池で熱源から直接発電するのか。
高温は無理だろうな。低温の排熱からエネルギー回収 エセ研究者が研究費ほしさに進める温暖化詐欺ｗｗ
京大も落ちたもんやな。 >>2
高出力からエネルギーが取り出せない だって >>2
手前勝手な理解だと
屈折率の異なる物質の接触面では光が反射してしまう
でも波長の1/4程度の隙間を開けると反射率が極小になることがある
この原理を応用して吸収率を高めたんだろう >>8
これは熱発電であって太陽光は使わない
熱した物体が放射する電磁波で太陽電池を駆動する
その時発熱体と太陽電池をむっちゃ近づけたら効率良くなったって研究
ところでこれ、温度差が無くても発電出来ると噂されてるんだがどう思う？
熱力学第二法則を華麗にスルーしてると思わない？ >>20
ああ、「高温（>1100K）の熱輻射体」って書いてるな。一瞬で壊れる、あるいはものすごい冷却が必要ってことでしょう
https://eneichi.com/useful/6041/ >>19
いや、全然問題ない
放射で波長が取り出されると冷めてる エネルギーの高い光子だけを選択的にとりだすようにして
太陽電池に送り込んで居たならば、それはもはや黒体輻射
などではないでしょうが。 なんとなくわかった高卒の俺にだれか良い就職先教えてください >>26
なんとなく雇ってくれる企業を探してください >>1
しょうがない
ソースを全く読んですらない
このワタシが解説してあげなくもない 読んでみた
>>1
一般に、物質を高温に加熱すると、熱輻射が生じます。例えば、太陽、白熱電球など、加熱された物体が光る現象は、全て熱輻射に基づくものです。このような熱輻射と太陽電池を組み合わせた熱光発電は、エネルギーの有効利用を可能とする発電方式の1つとして、近年、注目を集めています。しかし、熱光発電には、いくつかの重要な課題が存在します。その一つが黒体限界と呼ばれるものです。これは、従来の熱光発電システムにおいては、熱輻射を一旦、自由空間（外部空間）へ取り出し、その後、太陽電池へ入射しますが、自由空間に取り出す際に、光源内で発生した熱輻射パワーを全部取り出すことが出来ず、最終的に太陽電池で生成される電力密度（今回、特に光電流密度に着目）が、熱輻射パワーを全て取り出す場合に比べ、一桁以上小さくなってしまうという課題です。
本研究グループは、高温（>1100K）の熱輻射体と、室温に保った太陽電池を、透明（高屈折率）基板を介して、光の波長よりも十分小さな距離（<140nm）まで近づけた一体型熱光発電デバイスを開発することで、高温物体の内部で発生した高密度な熱輻射を、自由空間へ取り出すことなく、直接、太陽電池へと取り込むことを可能としました。その結果、従来方式に比べて5-10倍の密度の光電流を太陽電池で生成することに成功するとともに、最終的に黒体限界をも超える光電流密度の生成に成功しました。この成果は、太陽光や各種熱エネルギーを利用した発電システムの大幅な小型化・高出力化・高効率化の第一歩を達成したものと言え、将来の脱炭素社会の実現の鍵を担う技術としての展開が期待されます。
本研究成果は、2021年7月28日に、国際学術誌「ACS Photonics」に掲載されました。 コメントとんだな
①シリコン熱輻射光源(高温)
②微小ギャップ(140nm未満)
③シリコン透明基板(室温:光屈折率)
④InGaAs太陽電池
書いてはないがワタシの解釈で説明
①だけを高温に保ちながら発電しなければ効率が上がらないので
①と③の間はできるだけ断熱されてる方が望ましい
②微小ギャップは空気の屈折率となるが
①と②の屈折率はn①>n②となり界面で反射されるため効率が悪い
②を光の波長以下にすると効率的に光屈折率の③に光をシミ出させることが可能になり
③→④へ輻射熱光を導ける >>32
さらに効率を上げるには
①1400K以上
②100nm未満
に最適化する必要があるそうな
おそらく熱伝導と輻射熱伝達が最適化される必要があるが
高温でバンドギャップ以上のところ(短波長側)が使いたいので
波長に対してさらにギャップを狭める必要がある >>34
そのコピペ、あっちこっちに貼ってるが何が面白いんだ？ 太陽電池というより熱で発電だな。
ギャップの隙間からして放熱部に取り付けるぐらいしか一般の利用は思いつかんなー
ゼーベック素子と違い温度差を必要としないあたりがミソか？ ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
