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2013年6月10日 (月)

塗るだけできれいに配列する半導体ポリマーを開発 -塗布型有機薄膜太陽電池の高性能化に向け大きな一歩-

 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 「トレードオフの関係」というフレーズ
があります。
 複数の要素がお互いに相反する利害を
伴い、どちらかのメリットを選ぶと、
それによって別のデメリットやリスクが
出てくることです。
 あちらを立てればこちらが立たず。
 悩ましいですね。
 
 さて、再生可能エネルギーとして注目の
太陽光発電では、より高効率かつ低コスト
で発電可能な電池の研究開発が進んで
います。
 
 中でも半導体ポリマーを用いた
塗布型有機薄膜太陽電池は、軽くて柔軟、
かつ印刷プロセスで安価に作製できる
という特徴を持ち、次世代の太陽電池
として期待されています。
 
 実用化への最大の課題はエネルギー変換
効率の向上です。
 
 これを実現するためには、
半導体ポリマーをより密に配列して結晶性
を高めるとともに、配列の方向をそろえる
必要があります。
 
 さらに、印刷プロセスで作製するため
には有機溶媒にポリマーを溶かさなければ
なりません。
 
 しかし、ポリマーの結晶性を高めると
溶解性は低下するという、まさに
“トレードオフの関係”であり、これらを
両立できる材料の開発が求められています。
 
 理研の研究者を中心とした研究グループ
は、結晶性の高い半導体ポリマーに、
直列に炭素原子が並んだアルキル基を導入
し、溶媒への溶解性を高めることに成功
しました。
 
 さらに、このアルキル基を使うと、電流
が流れる方向にポリマーの配向もそろい、
効率的な電荷の輸送が可能になりました。
 
 作製した素子のエネルギー変換効率は、
従来の5%から8.2%に改善、電荷の移動度
は1桁向上しました。
 
 今回、塗るだけで理想的な結晶・配向
状態を実現し、良好な電気特性を示す
半導体ポリマーの分子設計・合成技術を
開発しました。
 
 今後、エネルギー変換効率の向上に
つながるとともに、新しい電子デバイス
に展開可能な有機材料の開発にも役立つ
と期待されます。
 
 
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 良いですね。
 期待したい。

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