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塗布型有機薄膜太陽電池の材料開発

研究テーマ

  • 有機半導体のエネルギー変換効率の向上を実現させる新材料の開発
  • 2024年には発電効率20%を目指す

研究内容

目標・狙い

  • ●塗布型有機薄膜太陽電池は、半導体ポリマーをプラスチック基板に塗って薄膜化することで作製できるため、①製造コスト・輸送コストが低い、➁軽量建造物にも設置が可能、③垂直面・曲面にも張ることが可能である、といった特徴がある。その特徴を生かし、IoTセンサー、モバイル・ウェアラブル電源や窓、ビニールハウス向け電源など、現在普及している無機太陽電池では実現が難しい分野への応用を切り開く次世代太陽電池として注目されている。
  • ●しかし、その実用化にはエネルギー変換効率の向上が最重要課題であり、そのためには新しい半導体ポリマーの開発が不可欠である。
  • ●本研究では、塗布型有機薄膜太陽電池の効率化に向けた新しい半導体ポリマーの開発を目指す。

 

想定される市場・製品・産業分野

  • ●エネルギー分野
  • ●IoTセンサー
  • ●自動車
  • ●モバイル・ウェアラブル電源
  • ●ビニールハウス
  • ●建材

 

概要

  • ●ポリマーの結晶状態と分子配向を制御することで電荷輸送性を向上させた。
  • ●現在14%程度の発電効率を実現。2020年には20%実現を目指す。

 

本研究の優位性

  • ●高効率かつ高耐久性の有機薄膜太陽電池を実現
  •  ➢85℃で1000時間加熱しても性能劣化無し。

 

特許

  • ●特願2017-159899など

 

論文

  • ●Adv. Energy Mater.,2020, 10, 1903278
  • ●ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10, 32420.
  • ●J. Am. Chem. Soc.2016, 138, 10265.
  • ●Nat. Commun.2015, 6, 10085.
  • ●Nat. Photon.2015, 9, 403.など

 

外部資金の獲得状況

  • ●JST MIRAI 未来社会創造事業(2020-2024)

 

研究者からのメッセージ

  • ●有機薄膜太陽電池や有機半導体にご興味があれば、ぜひご連絡ください。

 

上述の内容に関心のある方は、以下の窓口にお問い合わせください。

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尾坂 格

ITARU OSAKA

広島大学
大学院先進理工系科学研究科
教授

筑波大学にて、π共役系ポリマーに関する研究により、2002年に学位取得。同年、富士フイルム(株)に入社。2006年より米国カーネギーメロン大学博士研究員。有機トランジスタ用半導体ポリマーの開発研究に従事。2009年より広島大学大学院工学研究科助教。有機太陽電池用半導体ポリマーの開発研究を開始。2013年より理化学研究所創発物性科学研究センター上級研究員。
2016年より広島大学大学院工学研究科(現先進理工系科学研究科)教授。
2013年高分子学会日立化成賞受賞。