MIT、世界初の100%炭素製セル All-carbon Cells を開発。近赤外線波長に利得あり！

MITの研究者たちが、カーボンナノチューブとサッカーボール状の構造を持ったC60フラーレンといった最新の炭素分子の研究成果を使って、新たな太陽光発電素子の開発に端緒をつけたという発表がありました。MITのリリースではこのセルを、all-carbon cellsと呼んでいます。和訳すると、全炭素セル？　検索してもいい和訳はまだ生まれていないようです。とりあえず、100%炭素製セルとよぶことにします。

　この100%炭素製セルの最大の特徴は、地上に達する太陽光のスペクトルのうち、これまで活用できなかった、そして分光域の中で大きな幅（40%)をもつ近赤外線波長の太陽のエネルギーを利用できる点だとしています。これまで利用できなかった、膨大な太陽のエネルギー、これまでの太陽電池が性質上スルーせざるをえなかった波長を利用できるメリットは大きなものです。これまでの変換効率を打ち破る可能性がそこにはあります。100%炭素製セルは透明で近赤外線波長を利用し、その下に通常の太陽電池を重ね、タンデム構造にすることで、既存の技術に重ねるように利用されることが検討されています。

　さらにこの世界初の100%炭素製セルがセンセーショナルな点は、別名バッキボールと呼ばれるC60フラーレンの構造などを利用している点です。バックミンスター・フラーは、最小の資源で最大の強度と空間的な効率をあげる構造としてドーム構造体を提唱しました。そのバックミンスターフラーレン (Buckminsterfullerene)構造が生かされているというのです。

　まだ、最初の一歩を歩みだした技術ですが、すごく夢があります。最新の炭素分子構造体を利用した技術には将来大きな可能性があるとされています。その中に、太陽電池が含まれるというのは、他の研究でも指摘されてきました。サッカーボール様のバッキーボールやカーボンナノチューブに秘められた可能性をさらに広げそうな研究です。

News / MIT News Office,June 21, 2012
・All-carbon solar cell harnesses infrared light

----image(”An atomic-force microscope image of a layer of single-walled carbon nanotubes deposited on a silicon surface, as the first step in manufacturing the new type of solar cell developed by an MIT team. Individual nanotubes can be seen in the image. Photo: Rishabh Jain et al”) : 同ニュースより

"About 40 percent of the solar energy reaching Earth’s surface lies in the near-infrared region of the spectrum - energy that conventional silicon-based solar cells are unable to harness. But a new kind of all-carbon solar cell developed by MIT researchers could tap into that unused energy, opening up the possibility of combination solar cells - incorporating both traditional silicon-based cells and the new all-carbon cells - that could make use of almost the entire range of sunlight’s energy.

“It’s a fundamentally new kind of photovoltaic cell,” says Michael Strano, the Charles and Hilda Roddey Professor of Chemical Engineering at MIT and senior author of a paper describing the new device that was published this week in the journal Advanced Materials.

The new cell is made of two exotic forms of carbon: carbon nanotubes and C60, otherwise known as buckyballs. “This is the first all-carbon photovoltaic cell,” Strano says ? a feat made possible by new developments in the large-scale production of purified carbon nanotubes. “It has only been within the last few years or so that it has been possible to hand someone a vial of just one type of carbon nanotube,” he says. In order for the new solar cells to work, the nanotubes have to be very pure, and of a uniform type: single-walled, and all of just one of nanotubes’ two possible symmetrical configurations.
......... "

参考
・Wikipedia : フラーレン

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