西岡 賢祐 (ニシオカ ケンスケ)

NISHIOKA Kensuke

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所属

工学教育研究部 環境・エネルギー工学研究センター担当

職名

教授

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学位 【 表示 / 非表示

  • 工学博士 ( 2004年3月   奈良先端科学技術大学院大学 )

研究分野 【 表示 / 非表示

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 電気電子材料工学

 

論文 【 表示 / 非表示

  • Chimney-ladder sulfide Sr9Ti8S24 as a thermoelectric material with low thermal conductivity 査読あり

    Kamimizutaru K., Nagaoka A., Shigeeda Y., Nishioka K., Higashi T., Yasui S., Yoshino K.

    Journal of Physics and Chemistry of Solids   163   2022年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Journal of Physics and Chemistry of Solids  

    Chimney-ladder sulfide Sr9Ti8S24 (STS) has potential as a thermoelectric (TE) material because of its intrinsic low thermal conductivity. We studied the growth of a polycrystalline STS sample and its fundamental TE properties. The resistivity of n-type polycrystalline STS can be described as thermal activation and the potential barrier at grain boundary. Regarding the TE properties, n-type STS polycrystalline samples exhibit a low thermal conductivity <1 W/mK between 323 and 673 K caused by a large unit cell with an axis = 12.15 Å, c axis = 42.32 Å, and Umklapp scattering. Consequently, the figure of merit for the STS sample reaches 3.0 × 10−4 at 673 K.

    DOI: 10.1016/j.jpcs.2022.110589

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  • Impact of climatic conditions on prospects for integrated photovoltaics in electric vehicles 査読あり 国際共著

    Thiel C., Gracia Amillo A., Tansini A., Tsakalidis A., Fontaras G., Dunlop E., Taylor N., Jäger-Waldau A., Araki K., Nishioka K., Ota Y., Yamaguchi M.

    Renewable and Sustainable Energy Reviews   158   2022年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Renewable and Sustainable Energy Reviews  

    Integrated photovoltaics are an emerging technology which can extend the range of electric vehicles. However, up to now there is a lack of a consensus method that would provide consumers with an estimate of the fraction of annual driving which could be covered by solar power generated onboard in different usage scenarios and locations. To address this, we assess the energy implications of vehicle integrated photovoltaics for a commuter car and light delivery van for six climatic regions and for typical daily usage profiles over a ten-year period. The analysis captures the energy needs for driving and cabin temperature control to an unprecedented level of detail. Our results reveal that the grid power needed to drive such vehicles on identical routes can vary by more than 44% between climate regions. In the best case the solar power generated can cover up to 35% of the driving range per year. This contribution can vary by a factor of 2.5 between different climates, from 1800 to 5100 km annually, considerably mitigating the effect of ambient conditions on electric range. We propose developing consumer labels for solar electric vehicles that would consider this variation according to climatic conditions. The method described in this paper could help to frame initial discussions for such labels. We identify further requirements for research and development, standardisation, and policy needs.

    DOI: 10.1016/j.rser.2022.112109

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  • Facilitating vehicle-integrated photovoltaics by considering the radius of curvature of the roof surface for solar cell coverage 査読あり

    Ota Y., Araki K., Nagaoka A., Nishioka K.

    Cleaner Engineering and Technology   7   2022年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Cleaner Engineering and Technology  

    By mounting photovoltaics (PV) on the roof of an electric vehicle (EV), solar energy can be used to supply a considerable portion of the energy demand of the EV. The roof is the best place for PV installation on the vehicle body because doors and engine hood have less yearly-average sunlight available and more stringent mechanical requirements. The roof of a modern passenger vehicle such as a sedan is not flat, and parts with high curvature or a significant slope do not need to be covered. However, there are no design rules available for mounting PV on a vehicle roof, such as determining the coverage ratio. In this study, the distributions of roof shapes and sizes were obtained from trace drawings of various commercially available passenger vehicles. This was then used to calculate the distributions of the mechanical (i.e., local curvature) and optical (i.e., local solar utilization rate) properties. Based on the results, general guidelines were developed, including a potential coverage ratio of 96% for a hemispherical roof with a radius of curvature of 1 m. These guidelines have already been successfully demonstrated and prototyped with a small module.

    DOI: 10.1016/j.clet.2022.100446

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  • Impact and recent approaches of high-efficiency solar cell modules for PV-powered vehicles 査読あり

    Masafumi Yamaguchi, Taizo Masuda, Kenji Araki, Yasuyuki Ota, and Kensuke Nishioka

    Japanese Journal of Applied Physics   61   SC0802   2022年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Journal of Physics and Chemistry of Solids  

    Chimney-ladder sulfide Sr9Ti8S24 (STS) has potential as a thermoelectric (TE) material because of its intrinsic low thermal conductivity. We studied the growth of a polycrystalline STS sample and its fundamental TE properties. The resistivity of n-type polycrystalline STS can be described as thermal activation and the potential barrier at grain boundary. Regarding the TE properties, n-type STS polycrystalline samples exhibit a low thermal conductivity <1 W/mK between 323 and 673 K caused by a large unit cell with an axis = 12.15 Å, c axis = 42.32 Å, and Umklapp scattering. Consequently, the figure of merit for the STS sample reaches 3.0 × 10−4 at 673 K.

    DOI: 10.35848/1347-4065/ac461b

  • Curve correction of vehicle-integrated photovoltaics using statistics on commercial car bodies 査読あり

    Ota Y., Araki K., Nagaoka A., Nishioka K.

    Progress in Photovoltaics: Research and Applications   30 ( 2 )   152 - 163   2022年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Progress in Photovoltaics: Research and Applications  

    Typically, car roofs are curved, which means that vehicle-integrated photovoltaics (VIPVs) are also curved along the roof surface. The performance of the PV module is influenced by the local cosine loss and self-shadowing loss due to the curved surface. The ratio between the solar irradiances of curved and flat surfaces is defined as the curve correction factor, and it widely varies with the shape of the curved surface. When the curve correction factor is less than unity, the PV on a curved car roof performs worse than the PV on a flat plate. Understanding the typical range of the curve correction factor is important for the estimation of the energy generated by VIPV. We investigated the curved shapes of 100 lines of cars and 200 cases. The curved shapes were then used to extract eight nondimensional geometric parameters, and the distributions and correlations among the parameters were investigated. The parent population of the curved surfaces was estimated via a Monte Carlo simulation based on an analysis of the statistical characteristics. The distribution of curve correction factors for the car population was calculated via differential geometry weighted by the distribution of incident angles of sunlight (direct and diffused) affected by shading along the streets, which was obtained from 1 year of driving data for Miyazaki City, Japan. The curve correction factors were highly skewed, but the average value was 0.92. This means that VIPV requires a 10% boost in performance to compensate for the inherent loss due to the geometry of curved roofs.

    DOI: 10.1002/pip.3473

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書籍等出版物 【 表示 / 非表示

  • 水素の製造、輸送・貯蔵技術と材料開発 事例集

    西岡賢祐( 担当: 分担執筆)

    ㈱技術情報協会  2019年4月 

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    記述言語:日本語 著書種別:学術書

  • Concentrator Photovoltaic Systems: Introduction, Wiley Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering

    Kensuke Nishioka, Yasuyuki Ota( 担当: 共著)

    John Wiley & Sons, Inc.  2017年11月 

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    総ページ数:12   担当ページ:12   記述言語:英語 著書種別:事典・辞書

  • 太陽熱発電の最新動向

    西岡賢祐 (玉浦裕 監修)( 担当: 共著)

    シーエムシー出版  2014年11月 

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    記述言語:日本語 著書種別:学術書

  • 新太陽エネルギー利用ハンドブック 第Ⅴ編 太陽光発電技術

    西岡賢祐( 担当: 共著)

    一般社団法人日本太陽エネルギー学会  2013年12月 

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    記述言語:日本語 著書種別:学術書

  • 高効率太陽電池

    山口真史 監修( 担当: 共著)

    NTS出版  2012年5月 

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    記述言語:日本語 著書種別:学術書

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MISC 【 表示 / 非表示

  • 太陽光由来の貯蔵可能燃料 招待あり

    西岡賢祐

    カーボン・エネルギーコントロール社会協議会 (CanApple): CanAppleニュース   ( 230 )   2022年4月

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア)   出版者・発行元:一般財団法人光産業技術振興協会  

  • MBD活用デジタル制御の太陽光発電・水素製造システム 招待あり

    中島 善康、米澤 遊、太田 靖之、西岡 賢祐

    エネルギー・資源   43 ( 251 )   44 - 49   2022年1月

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア)   出版者・発行元:一般財団法人光産業技術振興協会  

  • 最新の太陽光発電応用技術 招待あり 査読あり

    西岡賢祐

    オプトニューズ テクノロジートレンド   15 ( 3 )   16 - 20   2020年9月

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア)   出版者・発行元:一般財団法人光産業技術振興協会  

  • Multivariate Analysis Using R for Various Climatic Effects on the Output Performances of CIGS and Multi-Crystalline Si Photovoltaic Systems Installed in Miyazaki, Japan

    Kyaw Myo WIN, Yasuyuki OTA, Kensuke NISHIOKA, Tatsuya SAKODA, Noriyuki HAYASHI

    宮崎大学工学部紀要   49   119 - 127   2020年9月

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(大学・研究所紀要)   出版者・発行元:国立大学法人宮崎大学  

  • 論説「太陽エネルギーや焼酎バイオマスからのエネルギー・資源回収について」 招待あり 査読あり

    西岡賢祐

    都市清掃   72 ( 349 )   268 - 279   2019年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア)   出版者・発行元:社団法人全国都市清掃会議  

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講演・口頭発表等 【 表示 / 非表示

  • シリコン太陽電池の魅力的なアプリケーション 招待あり

    西岡賢祐

    2022年 第69回応用物理学会春季学術講演会  (青山学院 相模原キャンパス + オンライン)  2022年 第69回応用物理学会春季学術講演会

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    開催年月日: 2022年3月22日 - 2022年3月26日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:青山学院 相模原キャンパス + オンライン  

  • レーザ受光用InGaAsP光電変換素子における窓層の効果の評価 招待あり

    本村優芽, 櫛山爽, 西岡賢祐, 荒木昌和

    2022年 第69回応用物理学会春季学術講演会  (青山学院 相模原キャンパス + オンライン)  2022年 第69回応用物理学会春季学術講演会

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    開催年月日: 2022年3月22日 - 2022年3月26日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:青山学院 相模原キャンパス + オンライン  

  • SnSバルク結晶へのSbドーピング 招待あり

    大澤育巳, 石谷康平, 野瀬嘉太郎, 永岡章, 西岡賢祐

    2022年 第69回応用物理学会春季学術講演会  (青山学院 相模原キャンパス + オンライン)  2022年 第69回応用物理学会春季学術講演会

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    開催年月日: 2022年3月22日 - 2022年3月26日

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:青山学院 相模原キャンパス + オンライン  

  • The resilience of PV-powered Vehicles (VIPV) 国際会議

    Kenji Araki, Yasuyuki Ota, Kensuke Nishioka

    The 31st International Photovoltaic Science and Engineering Conference (PVSEC-31)  (Online)  The 31st International Photovoltaic Science and Engineering Conference (PVSEC-31)

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    開催年月日: 2021年12月13日 - 2021年12月15日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Online  

  • Outdoor evaluation of plastic-integrated concentrating photovoltaic module with 1-eV-bottom subcell triple-junction solar cell 国際会議

    Taichi Uno, Yasuyuki Ota, Shutetsu Kanayama, Kenji Araki, Kensuke Nishioka

    The 31st International Photovoltaic Science and Engineering Conference (PVSEC-31)  (Online)  The 31st International Photovoltaic Science and Engineering Conference (PVSEC-31)

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    開催年月日: 2021年12月13日 - 2021年12月15日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Online  

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受賞 【 表示 / 非表示

  • 第4回フロンティア太陽電池セミナー 優秀賞

    2019年11月   フロンティア太陽電池セミナー実行委員会   多接合太陽電池の出力解析モデルの確立および精度検証

    才木 大夢, 西岡 賢祐

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  • 応用物理学会春季学術講演会 講演奨励賞

    2019年9月   公益社団法人応用物理学会   ZT>1を示す環境調和型熱電変換材料Cu2ZnSnS4バルク単結晶の開発

    永岡 章, 吉野 賢二, 増田 泰造, Michael Scarpulla, 西岡 賢祐

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  • 2019年度第16回日本熱電学会学術講演会 優秀講演賞

    2019年9月   一般社団法人日本熱電学会   Se混晶によるCu2ZnSn(SXSe1-X)4単結晶のZT向上

    永岡 章, 吉野 賢二, 増田 泰造, Michael Scarpulla, 西岡 賢祐

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  • 第16回「次世代の太陽光発電システム」シンポジウム Innovative PV賞

    2019年7月   日本学術振興会産学協力研究委員会 第175委員会   宮崎の特長を活かした太陽光発電応用研究開発

    西岡 賢祐, 霧村 雅昭, 永岡 章, 太田 靖之

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  • 2019 5th International Conference on Environment and Renewable Energy (ICERE 2019) Best Presentation Award

    2019年2月   ICERE 2019 Organizing Committee   Accurate voltage measurement of a photovoltaic module by a non-contact electrostatic voltmeter

    Sakutaro Miyajima, Akira Nagaoka, and Kensuke Nishioka

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    受賞区分:国際学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:ベトナム社会主義共和国

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科研費(文科省・学振・厚労省)獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 固体高分子水電解における不純物起因劣化メカニズムの解明および特性回復手法の確立

    研究課題/領域番号:19K12401  2019年 - 2022年03月

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

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    担当区分:研究代表者 

  • 高効率太陽電池材料の高倍率集光時におけるキャリアの動的ふるまいの解明

    2013年04月 - 2018年03月

    科学研究費補助金  基盤研究(B)

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    担当区分:研究代表者 

    高効率太陽電池材料の高倍率集光時におけるキャリアの動的ふるまいの解明

  • 直線偏光Nd:YAGレーザーによる微細金属ドットの2次元規則配列加工に関する研究

    2006年04月 - 2008年03月

    科学研究費補助金  若手研究(B)

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    コヒーレントな直線偏光Nd:YAGパルスレーザーを試料に照射することにより溶融金属内に自発的に発生するレーザー誘導周期的エネルギー密度分布を利用し、位置と大きさを制御した規則性配列微細金属ドットの形成に取り組んだ。直線偏光Nd:YAGパルスレーザーをSi酸化膜上に堆積したニッケル薄膜に照射するだけで、位置と大きさを制御した規則性配列微細ニッケルドットを形成することに成功した。

共同研究実施実績 【 表示 / 非表示

  • ビームダウン式太陽集光装置を活用した研究開発

    2018年04月 - 2023年03月

    国立大学法人新潟大学  学内共同研究 

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    担当区分:研究分担者  共同研究区分:学内共同研究