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【エネルギー技術/有機化学】塗って作れる有機薄膜太陽電池 発電層を厚くし、「逆構造素子」を適用 変換効率10%を達成
- 1 :もろ禿 ◆SHINE.1vOk もろ禿HINE! ★@\(^o^)/:2015/05/27(水) 07:37:07.70 ID:???.net
- 塗って作れる太陽電池で変換効率10%を達成 | 理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2015/20150526_1/
塗って作れる太陽電池で変換効率10%を達成 | 60秒でわかるプレスリリース | 理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2015/20150526_1/digest/
http://www.riken.jp/~/media/riken/pr/press/2015/20150526_1/fig1.jpg
図1 PNTz4Tを発電層として用いたOPV素子の電流・電圧特性
順構造素子の発電層を厚くし、さらに逆構造素子を用いることで、電流密度が増大し、変換効率が向上した。エネルギー変換効率は、電流−電圧特性から短絡電流密度(電圧0 Vでの
電流密度)と開放電圧(電流密度0 mA/cm2での電圧)、曲線因子(最適動作点での出力(最大出力))を読み取り、これらを掛け合わせることで求められる。
http://www.riken.jp/~/media/riken/pr/press/2015/20150526_1/fig2.jpg
図2 PNTz4Tを発電層として用いたOPV素子の模式図
順構造、逆構造どちらの素子においても、上部電極付近にフェイスオン配向のポリマー分子、下部電極付近にエッジオン配向のポリマー分子の割合が多い。逆構造素子では、ホールが上部電極
(陽極)に向かって流れるため、よりホールを流しやすくなり、効率が向上する。
環境負荷が少ないエネルギーが話題になっています。太陽電池による発電もその1つで、なかでも有機薄膜太陽電池(OPV)は次世代太陽電池の有力な候補に浮上しています。現在、主に
使われている太陽電池はガラス基板にシリコン半導体の発電層を貼ったもので、硬くて重い、設置場所が限られるなどの欠点がありました。これに対して、OPVはプラスチックや薄い金属に
半導体ポリマーを塗布してつくるため、しなやかで軽く、3D曲面にすることも可能なほか、製作コストが安い、サイズを選ばないという特徴があります。ただ、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)が、シリコン太陽電池の半分程度と低いため、これを向上させることが実用化に向けての最大の課題であり、変換効率10%が当面の目標値になっていました。
理研の研究者を中心とした共同研究チームはOPVで変換効率10%を達成すべく、半導体ポリマーを含む発電層や素子構造の改善に取り組みました。まず、正の電荷(正孔=ホール)を輸送する
半導体ポリマーと、負の電荷(電子)を輸送するフラーレン誘導体を混合してつくる発電層を厚くしました。従来の約150nmから300nmと2倍に厚くし、電流密度を増大させたところ、変換効率を
これまでの約6%から8.5%に引き上げることに成功しました。続いて、従来素子の陽極と陰極の配置を入れ替えた「逆構造素子」を適用し、変換効率10%を達成しました。
太陽電池は発電層を厚くすると光吸収量が増え電荷の発生量も増加しますが、半導体ポリマーはシリコンなどの有機半導体に比べてホール移動度が低いため、ホールが電極に達する前に電子と
再結合し、電流として取り出すのが困難になり、変換効率は低下してしまいます。しかし、共同研究チームが用いた半導体ポリマーは、結晶性が高くホール移動度も高いため、発電層を厚くしても
ホールが電極まで到達できるため、電流量が増大して変換効率が向上したものと考えられました。また、大型放射高施設「SPring-8」で、改善した発電層のX線構造解析を行ったところ、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
流れやすいように陽極と陰極が配置されており、これが変換効率向上のカギになっていることが判明しました。
共同研究チームは、実用化の目安とされる変換効率15%を目指して材料や素子構造の研究・開発に取り組みます。
- 2 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/27(水) 07:54:41.72 ID:rkbm0zq6.net
- 逆構造素子てなんやねんと思ったらinverted cellの訳語かあ。
この訳語浸透してるのかな
- 3 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/27(水) 08:03:31.03 ID:D0G/7bLe.net
- 実用化見えてきてるね
- 4 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/27(水) 08:13:24.27 ID:AwMAZlIB.net
- これはどうなの
読む限り、こっちの方が有望そうだけど
- 5 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/27(水) 08:14:33.28 ID:AwMAZlIB.net
- >>4
リンク貼るの忘れたw
http://nge.jp/2015/05/04/post-103792
- 6 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/27(水) 08:15:20.88 ID:z4rm9EQ+.net
- ゴムゴムの品質管理
ゴムゴムの品質管理
ゴムゴムの品質管理
- 7 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/27(水) 08:36:40.95 ID:O9GsRaaM.net
- 電力会社はたぶん潰れる
- 8 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/27(水) 09:06:49.94 ID:OLbvXI4E.net
- いや、これから増加する電力需要をこれらで賄うぐらいで
工場もろもろの電力を供給する電力会社は安泰だろ
- 9 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/27(水) 09:11:07.42 ID:U3KoO2ho.net
- 有機材料のっていまいち耐久性が無いイメージ
- 10 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/27(水) 09:17:48.66 ID:BcBOdVZY.net
- >シリコンなどの有機半導体に比べて
- 11 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/27(水) 11:14:45.65 ID:SJp4HdWi.net
- 耐久性は大丈夫なの?
- 12 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/27(水) 12:05:51.93 ID:6kBQDyII.net
- フィルムに塗って作れるって事は、生産手段としては、そこらじゅうにある
ラミネートフィルムの工場みたいな設備で作れるって事だから、ガラス=シリコン
系の既存の太陽電池と比較して、製造原価が恐ろしく安くなる可能性がある。
太陽光当たると紫外線でフィルムなんかすぐに劣化しちゃうだろうけど、
そうしたら張り替えちゃいましょうって事かなと。
ちなみに、紫外線カットフィルムはすでにあって、ビニールハウスなんかでは
普通に使っている。これ5年から10年は保つから、その程度の寿命で良ければ
割と簡単に実現できるんじゃないかなと。
- 13 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/27(水) 12:25:41.23 ID:fVLDUCF7.net
- ペロブスカイトは20%超えたらしいけど、どちらの方が有望なの?
- 14 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/27(水) 12:26:12.13 ID:AwMAZlIB.net
- >>9
腐るとか、虫に喰われるとか…
- 15 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/27(水) 12:41:32.57 ID:ncRLOL8y.net
-
まずは、充電電池の効率だろう
パネルは、数でカバーできるけどな
- 16 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/27(水) 13:02:38.05 ID:a92VhJMp.net
- >環境負荷が少ないエネルギーが話題になっています。
環狂商売人の言うセリフだろ。理研もオワタなww
- 17 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/27(水) 14:15:08.28 ID:gT11h+OR.net
- >>もろ禿 ◆SHINE.1vOk もろ禿HINE! ★
この人が立てたスレ、改行が読みづらいんだけど俺だけ?
- 18 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/27(水) 14:39:43.77 ID:7P3FKEo/.net
- 自動車の屋根に塗って、夏の暑い時に、冷やして待っててくれる車、はよ
- 19 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/27(水) 16:53:09.46 ID:67Enhyxy.net
- 俺の頭に塗れば
隠せる上に発電もできて一石二鳥だな
ワハハハ・・・orz
- 20 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/27(水) 20:24:14.28 ID:m3fhsxtR.net
- いつ
実用化????
- 21 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/27(水) 21:09:44.19 ID:S1+i2Upx.net
- 10%って恐ろしく優秀なんじゃないの
100%だと1平米でどれだけ発電できるのかも知らんけど
- 22 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/27(水) 21:09:58.92 ID:eH+XIfan.net
- >>17
リンク先で読むという発想はないのか
- 23 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/27(水) 21:39:01.36 ID:EQ7bb0lo.net
- 普通の太陽光電池パネルが効率20%なんだから、
その半分もありゃお手軽さで十分お釣りがきそうだ
- 24 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/27(水) 22:12:42.14 ID:7pv+7R1q.net
- >>23
どうなんだろう?
パネル自体はお手軽でも、発電設備を構成する他の補機類はお手軽ではないだろうし。
- 25 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/28(木) 03:37:41.30 ID:GetYsrQm.net
- コスト次第だな
- 26 :名無しのひみつ@\(^o^)/:2015/05/29(金) 21:56:19.98 ID:aprcnUA8.net
- 電極は劣化しないの?
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