都産技研ら,安定供給可能な有機薄膜太陽電池材料を開発

東京都立産業技術研究センター(都産技研)と東京大学は,共同研究により有機薄膜太陽電池に用いる新規有機半導体材料を開発した(ニュースリリース)。

環境に配慮したクリーンエネルギーの開発が求められる昨今において,太陽電池は重要な研究分野であり,なかでも有機薄膜太陽電池は,現在主流のシリコン型(無機型)太陽電池に比べて軽量性や透明性,低コストなどのメリットがあるため,世界中で研究・開発が進められている。

有機薄膜太陽電池は2種の有機半導体材料(ドナー・アクセプター)を組み合わせることで電力を発生する。しかし現在多用されているドナー材料は精製が難しいため,製品化への課題とされていた。

今回研究グループは,ポルフィリン骨格の中心にマグネシウム(Mg)を配位させた新規ドナー材料を4種類開発した。4種の化合物は,ポルフィリン骨格の上下のAr部位にそれぞれ異なる官能基を導入している。いずれの化合物も,液体クロマトグラフィーを用いた精製により高純度の目的物を容易に得ることができたという。

また,開発した材料は,可視光から近赤外領域にまで及ぶ幅広い波長の光を吸収することがわかった。これにより太陽電池として光吸収効率の更なる向上が見込まれる。

さらにAr部位に導入した官能基の種類が化合物の電気化学特性に影響を与えていることを明らかにした。電気化学特性は太陽電池の性能を決める重要な要素のため,電気化学特性を最適化することでより高効率な太陽電池の実現が可能となる。開発した材料を用いて太陽電池素子を作製し,化合物(Ar=4-n-hexyl-C6H4)を用いた場合に最適条件で5.73%の変換効率を達成した。

研究グループは,有機薄膜太陽電池用ドナー材料としての活用に加え,有機ELや有機トランジスタなど,他分野での有機半導体材料として,開発した材料の応用展開も試みる予定だとしている。

キーワード:

関連記事

  • 九州大、職場行動を長期記録できる名札を開発 室内光と動きで充電不要

    九州大学の研究グループは、特性の異なる2種類の太陽電池と、動きを電気に変える素子を組み合わせた装置を設計・開発した(ニュースリリース)。 ウェアラブル端末は、健康管理や行動分析など幅広い分野で活用されている。しかし、多く…

    2026.03.13
  • 京大など、有機半導体薄膜の構造を分子レベルで正確に解明

    京都大学とオーストラリア グラーツ工科大学は、有機半導体が基板上でつくる厚さ数nmの超薄膜の構造を分子レベルで正確に解明することに成功した(ニュースリリース)。 有機材料は同じ化合物でも複数の異なる結晶構造をとることがで…

    2026.01.30
  • スタンレー電気など、ライフスタイルのトレンド見本市で次世代ライティングを発信

    スタンレー電気はF-WAVE、ナベル、オカムラ、杉原商店と出展協力し、フランスのパリ・ノール・ヴィルパント国際展示場で2026年1月15日から19日まで開催される、ライフスタイルの最新トレンドを発信する見本市「メゾン・エ…

    2026.01.13
  • 東大ら,有機半導体によるUHF帯整流ダイオード開発

    東京大学,物質・材料研究機構,岡山大学,米ジョージア工科大学,米コロラド大学は,有機半導体を用いた整流ダイオードにおいて,920MHzの交流電力を直流電力に実用的な効率で変換することに,世界で初めて成功した(ニュースリリ…

    2025.09.25
  • 三菱電機,次世代太陽電池開発でJAXA公募に選定

    三菱電機は,宇宙航空研究開発機構(JAXA)が実施する宇宙戦略基金第一期の公募テーマの一つである「衛星サプライチェーン構築のための衛星部品・コンポーネントの開発・実証」(分野:衛星等)において,技術開発課題「国産太陽電池…

    2025.08.22

新着ニュース

人気記事

編集部おすすめ

  • オプトキャリア