RIES

Research Institute for Electronic Science, Hokkaido University

北海道大学
電子科学研究所

LAST UPDATE 2017/02/25

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    石旭　Xu SHI
    助教　Assistant Professor

  • 所属
    Professional Affiliation

    北海道大学電子科学研究所
    Research Institute for Electronic Science, Hokkaido University

    グリーンナノテクノロジー研究センター
    Green Nanotechnology Research Center

  • 研究キーワード
    Research Keywords

    局在プラズモン
    人工光合成
    光電気化学
    半導体薄膜
    Plasmonics
    Artificial photosynthesis
    Photochemistry
    Semiconductor thin film
研究テーマ
Research Subject
薄膜を用いたプラズモニックソーラーエネルギー変換システムの開発
Development of novel plasmonic thin-film photoelectrochemical solar energy conversion system

研究の背景 Background

低炭素社会を実現するためには、持続可能な再生可能エネルギーの利用が不可欠である。安価で地球に豊富にある材料を用いた人工光合成系の構築は、太陽エネルギーを化学エネルギーに変換する最も有望な方法の一つである。光電気化学セルを用いたソーラーエネルギー技術の開発は人工光合成系構築のための重要な研究分野である。

In order to achieve the low carbon societies, it is imperative to develop sustainable renewable energy to meet the global energy demand while reducing carbon dioxide emissions. Solar fuel generation using inexpensive, earth-abundant materials is one of the most promising renewable energy source to convert solar energy to chemical energy that can be stored and used on demand. Photoelectrochemical solar cell (PEC) that can generate both electrical and electrochemical energy is an important research field for the solar to fuel energy conversion.

研究の目標 Outcome

本研究の目的はプラズモン金属ナノ粒子を用いた革新的な広波長域応答薄膜ソーラーエネルギー技術を開発することである。具体的には、金属ナノ粒子／半導体界面において効率的な電荷分離ヘテロ接合を開発し、プラズモン金属ナノ粒子アンテナによる光閉じ込め機能をさらに増強し、革新的なプラズモン薄膜エネルギー変換システムの実現を目指す。

The main research objective is to construct a broadband photoelectrochemcial thin-film solar cell for solar fuel generation by employing novel plasmonic metal nanoparticles. Significant attention is focused on the developing of an efficient charge separation heterojunction at metallic nanoparticles/semiconductor interface, and establishing a novel method to construct a broadband, super light absorption plasmonic ultra-thin-film system for efficient solar fuel generation.

研究図Research Figure

Fig.1. Development of plasmon-enhanced photoelectrochemical solar energy conversion system with Au nanoparticles loaded TiO2 photoelectrodes. Fig.2. Oxygen evolution on the Au-NIs/TiO2 photoelectrode with different irradiation times and the electron to oxygen yield. Fig.3. Improvement of the plasmon-enhanced photocurrent generation by the interference effect on Au-NIs loaded TiO2 thin film.

文献 / Publications

Interface Focus, 5, 20140082 (2015). Angwe. Chem. Int. Ed., 53, 10350 (2014). J. Phys. Chem. C, 117 2494 (2013). J. Phys. Chem. C, 117 24733 (2013).

研究者HP