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工学教育研究部 環境・エネルギー工学研究センター担当 |
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論文 【 表示 ／ 非表示 】
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Araki K., Ota Y., Nagaoka A., Nishioka K.
Energies 16 ( 11 ) 2023年6月
担当区分：最終著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Energies
Building-integrated photovoltaics (BIPVs) and vehicle-integrated photovoltaics (VIPVs) receive solar irradiance through non-uniform shading objects. Standard scalar calculations cannot accurately determine the solar irradiance of BIPV and VIPV systems. This study proposes a matrix model using an aperture matrix to accurately calculate the horizontal and vertical planes affected by non-uniform shading objects. This can be extended to the solar irradiance on a VIPV by applying a local coordinate system. The 3D model is validated by a simultaneous measurement of five orientations (roof and four sides, front, left, tail, and right) of solar irradiance on a car body. An accumulated logistic function can approximate the shading probability. Furthermore, the combined use of the 3D solar irradiance model is effective in assessing the energy performance of solar electric vehicles in various zones, including buildings, residential areas, and open spaces. Unlike standard solar energy systems, the energy yield of a VIPV is affected by the shading environment. This, in turn, is affected mainly by the location of vehicle travel or parking in the city rather than by the climate zones of the city.
DOI： 10.3390/en16114414
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Direct Observation of Group-V Dopant Substitutional Defects in CdTe Single Crystals 査読あり
Nagaoka A., Kimura K., Ang A.K.R., Takabayashi Y., Yoshino K., Sun Q., Dou B., Wei S.H., Hayashi K., Nishioka K.
Journal of the American Chemical Society 145 ( 16 ) 9191 - 9197 2023年4月
担当区分：最終著者 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 the American Chemical Society
Point defect chemistry strongly affects the fundamental properties of materials and has a decisive impact on device performance. The Group-V dopant is prominent acceptor species with high hole concentration in CdTe; however, its local atomic structure is still not clear owing to difficulties in definitive measurements and discrepancies between experimental observations and theoretical models. Herein, we report on direct observation of the local structure for the As dopant in CdTe single crystals by the X-ray fluorescence holography (XFH) technique, which is a powerful tool to visualize three-dimensional atomic configurations around a specific element. The XFH result shows the As substituting on both Cd (AsCd) and Te (AsTe) sites. Although AsTe has been well known as a shallow acceptor, AsCd has not attracted much attention and been discussed so far. Our results provide new insights into point defects by expanding the experimental XFH study in combination with theoretical first-principles studies in II-VI semiconductors.
DOI： 10.1021/jacs.3c01248
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Solar Electric Vehicles as Energy Sources in Disaster Zones: Physical and Social Factors 査読あり
Araki K., Ota Y., Maeda A., Kumano M., Nishioka K.
Energies 16 ( 8 ) 2023年4月
担当区分：最終著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Energies
Electric vehicles (EVs) have the advantage of being resilient to natural disasters. However, users hesitate to donate electricity when they lose the chance to recharge at the utility. Solar electric vehicles (SEVs) save energy through vehicle-integrated photovoltaics (VIPV) and make it possible to voluntarily donate excess energy, thus maintaining facility resilience. Given that the supply of solar energy to VIPV systems is not continuous and is difficult to forecast, the contribution of VIPV to the resilience of the larger energy system has been called into question. This is the first study in which the potential of VIPV to maintain utility resilience is investigated in the context of physical factors, such as irradiance, and social factors. The actual energy yield of a VIPV car was determined using an advanced 3D solar irradiation model under a nonuniform shading distribution, with validation from actual measures of solar irradiance on five orthogonal sides of the car body. The Monte Carlo method was used to model the complex factors in VIPV energy storage and energy donations under different scenarios. Depending on the climate, population density, and shading environment, the voluntary contribution of stored electricity in SEV is sufficient to provide disaster relief support.
DOI： 10.3390/en16083580
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Yajima D., Toyoda T., Kirimura M., Araki K., Ota Y., Nishioka K.
Energies 16 ( 7 ) 2023年4月
担当区分：最終著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Energies
Climate change and increasing food demand are global issues that require immediate attention. The agrivoltaic system, which involves installing solar panels above farmland, can simultaneously solve climate and food issues. However, current systems tend to reduce agricultural production and delay the harvest period due to shading by the solar panels. A delayed harvest period impacts the income of farmers who wish to sell produce at specific times. Incorporating a model that calculates the amount of electricity generated by solar irradiation, this study establishes a model to estimate the correct start date of cultivation for solar panel covered crops to ensure the correct harvest date and determines the expected income of farmers by calculating agricultural production and power generation. Using taro cultivation in Miyazaki Prefecture as a case study, the model estimated that the start date of cultivation should be brought forward by 23 days to ensure the ideal harvest period and agricultural production. This would prevent an opportunity loss of USD 16,000 per year for a farm area of 10,000 m2. Furthermore, an additional income of USD 142,000 per year can be expected by adjusting shading rates for the cultivation and non-cultivation periods.
DOI： 10.3390/en16073261
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Electrode Shape Dependence of InGaAsP Photovoltaic Characteristics under Laser Irradiation for Optical Wireless and Fiber Power Transmission 査読あり
Masakazu ARAI, Akira KUSHIYAMA, Yuga MOTOMURA, and Kensuke NISHIOKA
The Review of Laser Engineering 51 ( 3 ) 171 - 175 2023年3月
担当区分：最終著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
書籍等出版物 【 表示 ／ 非表示 】
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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
記述言語：日本語 著書種別：学術書
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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
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
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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
記述言語：日本語 著書種別：学術書
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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
記述言語：日本語 著書種別：学術書
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高効率太陽電池
山口真史 監修（ 担当： 共著）
NTS出版 2012年5月
記述言語：日本語 著書種別：学術書
MISC 【 表示 ／ 非表示 】
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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
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
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世界一の効率を達成した太陽光からの水素製造 招待あり
西岡 賢祐
経済産業省 九州経済産業局 水素とともに描く地域・企業の未来 事例から紐解く！九州水素ガイドブック ( 49 ) 2022年4月
担当区分：筆頭著者 記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（その他）
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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
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
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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
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
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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
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
講演・口頭発表等 【 表示 ／ 非表示 】
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Impact of the partial shading distribution on the output of the vehicle-integrated photovoltaic module 国際会議
Yasuyuki Ota, Kenji Araki, Kensuke Nishioka
PV in Motion 2023 (1931 Congress Center in 's-Hertogenbosch, the Netherlands + Online) PV in Motion 2023
開催年月日： 2023年2月15日 - 2023年2月17日
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：1931 Congress Center in 's-Hertogenbosch, the Netherlands + Online
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Estimation of the energy yield of VIPV affected by its specific solar environment 国際会議
Yasuyuki Ota, Kenji Araki, Yuki Kawakami, Sho Kuranaga, Kento Hirata, Koki Nakamura, Kensuke Nishioka
PV in Motion 2023 (1931 Congress Center in 's-Hertogenbosch, the Netherlands + Online) PV in Motion 2023
開催年月日： 2023年2月15日 - 2023年2月17日
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：1931 Congress Center in 's-Hertogenbosch, the Netherlands + Online
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デバイス化を目的としたCu2ZnSnS4の伝導型制御と伝導メカニズムの変化
岡本晃一, 永岡章, 吉野賢二, 西岡賢祐
応用物理学会 2022年度 多元系化合物・太陽電池研究会 年末講演会 (県電ホール, 宮崎県) 応用物理学会 2022年度 多元系化合物・太陽電池研究会 年末講演会
開催年月日： 2022年12月16日 - 2022年12月17日
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
開催地：県電ホール, 宮崎県
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ケステライト化合物Cu2ZnSnS4の結晶粒界による熱伝導率制御
長友克馬, 永岡章, 吉野賢二, 西岡賢祐
応用物理学会 2022年度 多元系化合物・太陽電池研究会 年末講演会 (県電ホール, 宮崎県) 応用物理学会 2022年度 多元系化合物・太陽電池研究会 年末講演会
開催年月日： 2022年12月16日 - 2022年12月17日
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
開催地：県電ホール, 宮崎県
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カルコパイライト化合物ZnSnAs2の熱電特性
中島康貴, 永岡章, 吉野賢二, 西岡賢祐
応用物理学会 2022年度 多元系化合物・太陽電池研究会 年末講演会 (県電ホール, 宮崎県) 応用物理学会 2022年度 多元系化合物・太陽電池研究会 年末講演会
開催年月日： 2022年12月16日 - 2022年12月17日
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
開催地：県電ホール, 宮崎県
受賞 【 表示 ／ 非表示 】
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第13回半導体材料・デバイスフォーラム ポスター発表優秀賞
2022年10月 第13回半導体材料・デバイスフォーラム 実行委員会 Ag混晶による熱電変換材料(Cu1-xAgx)2ZnSnS4の伝導型制御
岡本 晃一，永岡 章，重枝 佑輔，吉野 賢二，西岡 賢祐
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞
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第13回半導体材料・デバイスフォーラム 口頭発表優秀賞
2022年10月 第13回半導体材料・デバイスフォーラム 実行委員会 環境調和型熱電材料Cu2ZnSnS4の結晶粒界導入による熱伝導率の低下
長友 克馬，永岡 章，岡本 晃一，西岡 賢祐
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞
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第12回半導体材料・デバイスフォーラム 口頭発表優秀賞
2021年12月 第12回半導体材料・デバイスフォーラム 実行委員会 熱電変換材料(Cu1-xAgx)2ZnSnS4の伝導型制御
岡本 晃一，永岡 章，重枝 佑輔，吉野 賢二，西岡 賢祐
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞
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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
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
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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
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
科研費（文科省・学振・厚労省）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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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)
担当区分：研究代表者
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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)
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
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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)
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 】
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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
担当区分：研究分担者 共同研究区分：学内共同研究
研究・技術シーズ 【 表示 ／ 非表示 】
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太陽光発電由来水素およびメタンの生成
各種太陽光発電システムの高精度発電量予測
地域のエネルギーと農資源を循環する低コストシステムメッセージ：太陽光発電の新規応用について研究開発を行っています。
メガソーラーの最適設置方法の検討や発電量予測について実績があります。