塗って作れる太陽電池で変換効率１０％を達成

塗って作れる太陽電池で変換効率１０％を

達成

～分子配向に合わせて有機薄膜太陽電池を

高効率化～

平成２７年５月２６日

理化学研究所

北陸先端科学技術大学院大学

高輝度光科学研究センター

科学技術振興機構（ＪＳＴ）

詳細は、リンクを参照して下さい。

---------------------------------------

　理化学研究所（理研） 創発物性科学

研究センター 創発分子機能研究グループ

の尾坂 格　上級研究員、瀧宮 和男　

グループディレクターと北陸先端科学技術

大学院大学の村田 英幸　教授、

バルーン ボーラ　博士研究員、

高輝度光科学研究センターの小金澤 智之

研究員らの共同研究チームは、

半導体ポリマー注１）を塗布して作る

有機薄膜太陽電池（ＯＰＶ）注２）の

エネルギー変換効率（太陽光エネルギーを

電力に変換する効率）を、１０％まで向上

させることに成功しました。

　また、変換効率の向上には、

半導体ポリマーの分子配向注３）に合った

構造のＯＰＶを作製することが重要である

ことを明らかにしました。

　ＯＰＶは軽量で柔軟な上、

半導体ポリマーを塗布することで

作製できるため大面積化が可能です。

　このため、低コストで環境負荷が少ない

プロセスで製作でき、現在普及している

シリコン太陽電池にはない特長を持つ

次世代太陽電池として注目されています。

　ＯＰＶの研究開発では、変換効率

１０％の達成が１つの目標とされて

きました。

　最近、国内大手企業や欧米の

ベンチャー企業が変換効率１０％の達成に

成功していますが、その技術内容は

ほとんど公開されていませんでした。

　今回、共同研究チームは、理研の

研究チームが以前開発した結晶性の高い

半導体ポリマーを発電層に用いた

ＯＰＶ素子を改善することで、

従来６％程度であった変換効率を

１０％まで向上させることに

成功しました。

　また、大型放射光施設

「ＳＰｒｉｎｇ－８」注４）にて、

改善した発電層のＸ線構造解析を行った

ところ、ＯＰＶ素子の上部電極と

下部電極付近で半導体ポリマーの分子配向

が異なり、素子の上下方向で電荷の

流れやすさが異なることが分かりました。

　さらに、この構造の素子では、光吸収に

より発生した電荷が流れやすい方向に

合うように陽極と陰極が配置されており、

これが効率向上の鍵であることを

解明しました。

　本研究により、ＯＰＶの変換効率

１０％達成のために必要な

半導体ポリマーの分子構造や物性、

分子配向と素子構造との関係を解明する

ことができました。

　この知見を基に半導体ポリマーを

改良することで、実用化の目安とされる

変換効率１５％達成に向けた研究が

加速すると期待できます。

　本成果は、英国の科学雑誌

『Ｎａｔｕｒｅ　Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ 』

オンライン版（５月２５日付け

：日本時間５月２６日）に掲載されます。

---------------------------------------

＞ＯＰＶの研究開発では、変換効率１０％

＞の達成が１つの目標とされてきました。

　達成したということですから、

とりあえず「おめでとうございます」

　実用化の目安は変換効率１５％のようで、

あとどの程度の時間がかかるのか

わかりませんが、

　一応期待しています。

　安価というところに期待ですね、

　ただ、せっせと安価な太陽電池が開発

されたところで、再生可能エネルギーの

比率は凄く少ないので、今の政府では

開発に熱心になれないのでは？

　用途が違うかもしれないので違うかな？

　輸出に対する期待はあるか？

　困ったもんです。