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R-29
2017

太陽光から高温熱源を創る薄膜材料の開発


技術のポイント

高効率な「太陽光→熱」変換により高温熱源を創るべく、太陽光を吸収し赤外熱放射を抑える薄膜材料を開発

応用研究


背景
太陽光を集光して高温熱源を生み出し高効率発電や水素製造に展開できる太陽熱システムにおいて、太陽光を吸収して熱に変換する薄膜材料が重要

目的
従来の太陽光吸収膜(サーメット膜を利用)を凌駕する高温下かつ高効率な太陽光®熱変換を可能とする新たな原理に基づく薄膜構造を設計実証

成果
従来膜の課題: Mo+SiO2サーメットでは太陽光の選択吸収性に限界
SiO2中の分散Moナノ粒子のシリサイド化による高温劣化
開発膜の特徴: β-FeSi2半導体による選択吸収性と耐熱性の向上
(1) バンド端吸収(約0.8eV=1550nm)によるcut-off(太陽光吸収⇔赤外透過)
(2) SiO2マトリックス中シリサイド(β-FeSi2)粒子の優れた高温安定性






期待される適用分野
・高効率な太陽熱システムによる再生可能エネルギーの普及促進
・放射率スペクトル設計による輻射制御 → 省エネルギーへの展開

参考文献/特許 Y. Okuhara, D. Yokoe, T. Kato, S. Suda, M. Takata, K. Noritake, A. Sato, Solar Energy Mater.
Solar Cells 161 (2017) 240.
特許第5687606号
謝辞 本研究は、内閣府/JST 戦略的イノベーションプログラム(SIP)「エネルギーキャリア」で実施したものである



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