【物性】有機薄膜太陽電池で世界最高レベルのエネルギー変換効率4%を達成･･･産総研　〔050128〕

■有機薄膜太陽電池で世界最高レベルのエネルギー変換効率を達成
−プラスチックフィルム太陽電池の実現に向けて大きく前進−
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2005/pr20050127/pr20050127.html

　独立行政法人 産業技術総合研究所【理事長 吉川 弘之】（以下「産総研」という）
光技術研究部門【部門長 渡辺 正信】は、有機半導体を用いる有機薄膜太陽
電池において、p - n接合界面に有機半導体が分子レベルで3次元的なp - n接合を
形成するナノ構造層（ｉ層）を新たに導入し、ｐ-ｉ-ｎ接合とすることで光電変換層が
拡大し、光の利用効率が改善されることを見出し、これを有機半導体層に用いた
ｐ-ｉ-ｎ接合型有機薄膜太陽電池により、AM1.5Gの擬似太陽光の条件下において、
世界最高レベルのエネルギー変換効率4％を達成した。これにより、軽量・フレキシブルな
プラスチックフィルム太陽電池の実現を加速することができるものと期待される。（中略）

　ｎ型有機半導体としてフラーレン（C60）、p型有機半導体として亜鉛フタロシアニン
（ZnPc）を用い、ZnPcとC60で形成されるp - n接合界面にZnPcとC60を混合した
ナノ構造層（ZnPc:C60＝ｉ層）を導入してｐ-ｉ-ｎ接合型有機薄膜太陽電池を作製した
ところ、そのエネルギー変換効率は約4％を示した。これはAM1.5Gの擬似太陽光下で
評価した有機薄膜太陽電池としては最高レベルの値である。


＃以上産業技術総合研究所　2005/1/27　配信のプレスリリースより一部引用　全文はソース読んでネ
＃依頼もらいますた
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産業技術総合研究所　http://www.aist.go.jp/
関連：
太陽電池：世界最高レベルの有機薄膜を開発　産業技研
http://www.mainichi-msn.co.jp/it/computing/news/20050127org00m300116000c.html
紙のように薄い太陽電池を開発
http://news18.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1085829216/l50
【技術】シャープ、大同特殊鋼など太陽光発電の効率２倍に
http://news18.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1090408773/l50

盛　　り
　　　　　　下
　　　　　　　　が
　　　　　　　　 　っ
　　　　　　　　　　て
　　　　　　　　　　い
　　　　　　　　 　　ま
　　　　　　　　 　　す
　　　　　　　 　　 　ね
　　　　　　　　　　　 。

まぁ日が昇る限りは使えるｴﾈﾙｷﾞｰ源だから、もっともっと効率の高いものが現れて欲しいものだねぇ。

本研究開発成果は、有機半導体層のトータル膜厚が
50nm（p層：5nm、ｉ層：15nm、n層：30nm）（1ナノメートル：10億分の1メートル）という薄い状態でも
高いエネルギー変換効率の太陽電池特性が得られることを明らかにしたもので、
単位膜厚当たりに換算すると、これは無機材料も含めた全太陽電池の中でも最高の値である。
今回開発した有機薄膜太陽電池では、その薄さのためにまだ多くの光が利用されていない状態であり、
タンデム化により、さらに光の利用効率を向上させることで、
今後大幅なエネルギー変換効率の改善が可能となるものと期待される。
このように、有機薄膜太陽電池のエネルギー変換効率の高効率化の目途が立ったことは、
プラスチックフィルム太陽電池の実現を大きく加速するものである。

◆タンデム化
通常の太陽電池は一つの光電変換層しか有していないが、太陽電池を複数積み重ねることによって
光電変換層の数を増やしてエネルギー変換効率を高める方法

素晴らしい技術でも価格がついてこなければ普及しないな。

従来のヤツだと１〜２％くらいだったんだっけか？

炭素の新素材って言うと、今ではｶｰﾎﾞﾝﾅﾉﾁｭｰﾌﾞだけど、昔はﾊﾞｯｷｰﾎﾞｰﾙだったような。
C60の量産技術は確立されていたっけ？

俺は、P-inで接続できるぞ

安く作れるのかな？

そのうち５０％とかも出来るんだろうな。楽しみ。

一度、光が入り込んだら、何度も内部を反射して
外へ跳ね返らないようなコーティングが、
ぞのうち実用化される。

４％で自慢すんな

>>11
それって夜光とry

>>7
C60の方は量産技術も進んで、値段もだいぶ下がってるとか。

今シャープがTVCMで宣伝してるやつの効率ってどのくらい？

>>15
ttp://www.sharp.co.jp/sunvista/housing/product/module.html
住宅用は多結晶がメインだから最高で15%弱。
モジュールを構成しているそれぞれの太陽電池なら17%ぐらいか。

>>4
タンデム化（p-i-n-p-i-n......と繰り返す）は作るだけならすぐできそう
なのに発表していないところが奥ゆかしいなw
まあ、同じ有機でも色素増感よりかは期待できるかも。

これは環境に優しいとか、コストが安いとかなの？

ここっていつも発明者の個人名出ないよな。企業も出ないか？

>>17
コストが安くなり耐久性も良ければ、窓ガラスとかにはれる。
汎用性が高い。

>>18
山荘研ってほとんど企業みたいなもんじゃないの？よくわからんけど。

一言も耐久性に触れられていないけど、どうなのだろう。
表面のｺｰﾃｨﾝｸﾞで解決できる程度の問題かもしれないけど。

>14
考えたら煤なんだから、適切な燃焼条件であれば山のように製造可能だよな。

タンデム化でどれくらいの発電効率のパネルが出きるのか
毎日新聞には２０％の効率のパネルが可能なんて書いてるけど

ま、耐久性、低コストとなったら、これが一気に普及するぞ

効率5パーセントでもいいからメチャ安になったら応用範囲はかなり広くなるだろうな。

アモルファスより安くできれば可能性あるかな

>50nm（p層：5nm、ｉ層：15nm、n層：30nm）（1ナノメートル：10億分の1メートル）という薄い状態でも
>高いエネルギー変換効率の太陽電池特性が得られることを明らかにしたもので、

これを１０層、５００nm？にしたら単純計算で発電効率４０％？
でも、現実は３０％程度としても相当な発電効率

業界人だけが話題にしてるだけ･･･
一般人は興味なし。

まあ、製品化されてないからね
安くて発電効率がよければ、まさに革命的ですがな
そこんとこを、頭の弱い人はわからんのです

まあ仕方ない面もある、このてのニュースは年に数回はでるから
中身をちゃんと理解できない人は、ああまたか、というふうに決め付ける
しかし、中身をちゃんと読んでみると、この発表は革命的であることが、
容易に理解できる
製品化されたら、まさに本物の太陽電池ブームが起きるだろう
安くて高効率ものができるのだからな

俺は太陽光発電に興味ある。ただ現状のコスト、効率、耐久性を考えると導入には躊躇するんだよね。
あと廃棄時の環境問題とか。うち田舎だから設置場所は一杯あるんだけど。

これでどこの株が上がるの？

実際のところ、面積あたりの効率は現状でいい。
用は耐久性と価格。
この２つが普及に歯止めをかけてる。
しかし、実験室にいる人の大部分は理解してない。
コストダウンは現場の仕事だ、と思っている。

買ってもらうには価格あたりの効率を倍にしなきゃ。
『絶対に得なんですよ』 と胸を張れる製品にしてほしい。
買えば買うほど損をするのでは無意味だから。

>>30
そうか？産総研とかじゃコストダウンが第一目標じゃないの？
HPにはそう書いてあるが。

安くなったとおもうが

>>31
製品化されたときの価格が見ものだ。

私が感心するのは太陽熱温水器。
あの普及のしかたを見習うべきだろう。
しかも貧相な民家ほど採用率が高い（失礼）

太陽熱温水器の横には必ず太陽電池が置かれている･･･
そうなれば成功だね。

だいぶ安くなったけど、普及にはまだこれからでしょ。
ODA枠でも使って太陽電池買い上げちまえば？と思うんだが。
発展途上国の環境悪化もある程度防げるし、イメージ良いし、安くなるし。

>>33
有機薄膜太陽電池についていってんのか。
じゃあまだまだ高いだろうね。

>>35
家庭発電にはシリコンも有機も関係ないように思える。
（どのみち構造材が必要で、技術的問題から後付けになる）

ただ、シリコンはいっこうに価格が下がらない（戦力にならない）
そこで有機系に期待してしまう。
樹脂プリント製品なら価格的ブレイクスルーがあるかもしれない。

太陽熱温水器の蓄熱パネルを発電パネルと併用すれば更に効率良くない？

リサイクル、廃棄コストも考えないとダメだよ。世界的に通用しないし。とくに欧州。
アメリカはリサイクル、廃棄コスト関係ないみたいだけど。

ならば最初から耐久性を求めず
10年20年使ったら紫外線で分解されて廃棄コストがかからないようなものにできないか

今までの有機薄膜太陽電池は効率１％
１０層重ねても、最高１０％、実際は半分の５％と仮定
こうなると、やはり実用性が無い
しかしこれは、効率４％、１０層重ねたら最高４０％、
実際に使用したら半分の２０％と仮定
十分、実用的なものになる

>>39
その間に生産コストを回収出来るようにしないとならない訳で。

太陽光線は地上で1m2当たり１kW位か

太陽電池の泣き所は実用日照時間
夜、雨、曇りの日は発電出来ないから
それらを考えると効率３０％以上で製造コストが安く長寿命でなくちゃ

>>43
そこでバッテリー＆風力ですよ。

太陽熱発電の効率20%の方が安そう

そして>>43に無限ループですか・・・・

研究センターではなくて、部門というのがミソだな。

産総研は、この技術をDNA情報に変えて人間の皮膚にするということは
考えてない・・・だろうな・・・。電気と栄養素を両方使うハイブリッ
ド人類は考えてない・・・だろうな・・・。新しい地平が拓けると思うが。

手のひらから、雷を飛ばす人類も悪くないと思う。昼間だけだけど。

極細にして髪の変わりに頭皮に植えるとか。

実効１０％でいいから、従来の1/4価格で発売してよ。
日産５０００枚でもいい、とにかくラインを作れ。
過剰品質を追求せず、兼価版・普及型に徹しろ。

ぼやぼやしてるとさぁ、下町の印刷工場がね、
効率５％のを1/10価格で販売しちゃうよ・・・
それで高耐久が売り文句なら、みんなそっち買うから。
そうなる前に大手が動くべきだと思うね。

この技術が確立したら、どれくらいの値段で提供できるんだろう
今の高いパネルって、あんまりコストパフォーマンスよくないしな
環境保護を趣味している人とか、金持ちの道楽でしかないし
この技術で安いパネルを作ったら、まさに本格的に一般的に普及するよ
４０万くらいで作れたら、数年で元をとれる

問題は耐久性と汚れにくさ

そうそう、安かろう悪かろうでも構わないから（但し、耐久性の妥協は望ましくないが）、低効率でも出すべきだね。
今まで有効活用してこなかった資源なんだし。

やばいぞJGS
http://www.jgs-g.co.jp/napollo/index_j.html

>>47
そういえばそうだ。センターに太陽光発電関連を全て集めたんじゃないのか。

>>55
独法化で騒いだ挙句に、上手くいかない「研究センター」と
成果をあげる「部門」。

まあ、そんなもんか。

仮に一戸建ての太陽光線の照射が期待できる屋根や外壁全てに貼ったら、
どのくらいの電気料金節約となるんだろ？

初期費用考えないなら売電でお釣りが来るんじゃない。

パネルが安くなると、売電する量も戸数も増えるから
電力会社は電力買取を制限するだろうね
北海道で風力発電がらみでそんな問題が起こってたような

>>54
これ、いつまで経っても進展ないよね。
たしか二階建ての貸し店舗に入ってる研究所なんだよねｗ
一階がTOYOタイヤで、二階の人材派遣会社の隣りだった希ガス。
いっぺん見に行きたいが、怖くて近寄れない。

効率は上げなくてもいいから単価を下げて欲しい

新構造の色素太陽電池、開放電圧で世界最高
http://news18.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1096363080/l50

ｳﾞｧｶが多いスレだな（ｗ

こうして次々新型が現れると、高い金払って屋根につけてもすぐ追い越されそうな気がして導入できない

いや、今年で家庭用の太陽光発電装置への補助金が打ち切られるから、技術革新で値下げでもしないと普及が見込めないのよ。

いやぁ、また原油が値上がりしたねぇ。
こんな不安定なものに頼らねばならないとは問題だよな。

http://www.itmedia.co.jp/lifestyle/articles/0504/14/news016.html

>太陽電池に迫る危機に業界が警鐘
>年間30〜40％の成長率を記録してきた太陽電池市場だが、材料であるポリシリコンの不足から、今年と来年は10％程度の成長にとどまりそうだ。（ロイター）

有機物系にも光が当たるようになったと言うか。

>>67
光が当たるようになっても、発電しないことにはﾂｶｴﾈェ

有機とゆうことは、生体と親和性が良いんだよな?　とゆうことは、遺伝子に組み込めないかと

で、皮膚が全部太陽電池になり、頭脳がシリコンチップの生物きぼるぬ

別に有機と生体とは無関係だよ

>>4
メモリのデュアルチャンネル化みたいなものですか。

捨てブロー・論スキー効果
懐かしいな、あのころは自分の研究が人類を救う一助になると本気で（以下略

>>59
蓄電デバイスも良くなってきているから、
売電しないで、蓄電するようにすれば？

ﾎﾟﾘｼﾘｺﾝが値上がりすると、100円ｼｮｯﾌﾟの太陽電池搭載電卓も210円商品になってしまうのかなぁ。

>>73-74
ﾜﾛﾀｗ

C60を合成できる酵素体系とか作ったら神だなあ。いやマジで。

今でも量産できてるよ

材料費格安、光触媒型の太陽電池　富大教授が開発、シリコン型から脱却
http://www.toyama.hokkoku.co.jp/_today/T20050411003.htm

>>78
>新たな太陽電池の発電量は、一平方センチ当たり電圧〇・六ボルト、
>電流二〇マイクロ アンペアで、

20μＡ/cm^2・・・いくらオラが地元の先生だからって、
こんなの記事にしちゃだめだよ。ほんと酷いね。
シリコンは一番電流のでないアモルファスでも20mA/cm^2だよ。
思いっきり桁違い。
最近、毒砲火とかで、地道に研究できなくなったのか、一発狙いの
山師的発表大杉。

>>79
あれ？
記事を読むと新たに開発した非シリコン太陽電池の値だと思うんだが。
で、シリコンのやつよりも性能は落ちるらしい。
今後の課題はそのあたりだと書いてあると思う。

>>80
だから、単価1/100になるとしても（これも根拠不明）、
性能が、1/1000じゃ、まったく話にならない。
記事に載ってるような積層型で電流が1000倍になるなら、
すぐにやるでしょ。
科学者の良心なんてないのかね。

>>81
いや、だからさ記事読んでよ。そこが課題なんでしょ？
そもそもはなっから実用化出来るもんがつくれたらそれこそバケモン……
まぁ、こういうのは一回糸口掴んだらバカバカ改良されてくこともおおいし、一般人にとっちゃなんとかは寝て待て、ってところか。

価格にかんしてはなんともいえんが、シリコン型のものと比べたら安くなるのは間違いない。
ただ、光触媒型のものが実用化できるころにはシリコン型のものの価格がぐっと下がってる可能性もあるし、
逆に実用化されることで大量生産され、結果安くなることも考えられる。
そこんところは工学屋や経済屋の問題なんだろうが、神のみぞしるという部分があるから具体的な数字はわからん。

>>82
実験レベルで実用化に近い値のでていない材料は、糞なの。
実験レベルで高い値をだしても実用化できない材料が山ほどあるの。
材料は、バカバカ改良されたりしない。
良識のある人ならば、少なくとも性能が実験レベルでシリコンの
1/10ぐらいでてから発表するよ。
研究者本人はわかっていて、発表する気がなくても、
周りにせつかれて出さざるを得ない場合もあるけど。

>>83
まぁ、一般人からすりゃそうなんだろうがな……
少なくとも電導性高分子等からみればそこそこな結果だと思う。
ま、確かに同じ研究といっても応用や実用化に関していえばまだまだなんだろう。
応用屋さんも光触媒に期待し始めてるから光触媒時代は結構早めに来るんじゃないか？
いや、すでに来てるのかもしれん。

量産の可能性があるのと、現状で量産可能なのは、まったく違う。
単価が安くなる可能性があるのと、安く流通しているのもまったく違う。

可能性だけの技術とは、鬼が笑っているときに存在する妄想である。

まーｼﾘｺﾝ以外の選択肢があった方が、いいんでないかい。
生暖かく見守ってやれや。

何か盛り上っているようだが、一言だけ、
シリコンも今、高いからな。将来、供給不足(現在も)になるしな。
シリコンﾔﾊﾞｲﾖｗ
まあ、シリコンを性能と価格で淘汰するぐらいの材料で太陽電池が
できないと、将来的にインパクトはないなｗ

>>86
シリコン以外の選択肢があるのはいいことだと思うし、
スレタイのp-i-n型の有機太陽電池は楽しみにしている。
が、>>78のような低レベルの発表は、
Hi-Sa-Me ◆HiSaMeAei2のようなのがわいてくるから
正直やめて欲しい。

>>88
結局基礎研究ってその程度か、というわけか(´･∞･`)
まぁ、うちの大学もその程度の認識しかないがな。
機能性高分子の研究をみてもわかるようにこういうのが日常茶飯事ってのも軽視される原因なんだろうが。

研究知らない奴はわからんとおもうが、基礎研究は投資みたいなもん。
そのなかのほんの僅かが大きく花開く。
かといって基礎研究を絞れば、大きな花も無くなってしまう。
大輪の花は膨大な基礎研究に支えられている。無関係ではない。



研究効率を高める努力を否定するものではない。

>>89,90
基礎研究だからこそ、まず高品質な材料を作り出すことが先決だろ。
できるだけ理想的なものを作り出す技術を生み出すことと
そのできるだけ理想的なものを評価・解析し体系化させることがが
工学系における基礎研究ではないのか。
わけのわからんものを作って、わけのわからん結果を出すことは
基礎研究などではない。
ただの時間の浪費。
少なくとも工学系にはいらない。
何の研究もどきをしてるか知らないが、自分の庭で遊んでろ、
太陽電池の研究はそこまで落ちぶれてない。

>>91
おまい文系ですか？理論と実用は相互作用しながら発達してきたでしょうが。
大きな目でみれば、工学は基礎研究には入らない。
しかし工学の中で見れば、基礎からの発展段階はある。
ショックレーが作った最初のトランジスタは当時の真空管に全く劣っていた。大きさ,性能共に。
そのままでは使い物にならないものですよ。

>>91
あのな、電導性高分子の元祖ポリアセチレンにはじめて電気とおしたときどんな数字たたきだしかた知ってるのか？
基礎研究の位置付けをどうとらえているかわからないが、一つ製品を作り上げる研究過程はだいたい以下のようになっている。
ただ、はじめに断っておくがこれが全てに当てはまるとは限らない。
しかし、このケースには十分当てはまることだけはいっておく。

１基礎研究
　理論研究も含まれることもある(含まないときはこの前にくる)。
　理論を実践し、その正しさを実証する。
　一般に単純かつ低レベルなものを作り出すことが多い。
　「０％を１％にする研究」
２応用研究
　基礎研究よりえた結果やその他の研究結果を元に改良し使えるものにする。
　実用化にむけて特定の機能を伸ばすことが多い。
　「１％を９９％にする研究」
３実用化研究
　製品化を目指して使えるレベルまでになった材料を改良、実際に製品として使えるものにする。
　さらに付加価値を付け加えてより消費者にとって便利なものにする。
　「９９％を１００％にする研究」
４工業化(工場化)研究
　製品化できるレベルの材料を工場生産するために研究を行う。
　これは材料そのものよりも製品をつくる環境を重視することが多いから１〜３までの材料研究とは異なるために省略されることもある。

ここでたいてい具体的に数字が要求されるのは２以降。
１と２をごっちゃにして研究している人もいるが、１のみを対象としている人もいる。
だから基礎研究段階で実用化に乏しい結果しか得られないということが起こる。
また一般的に注目されやすいのが２の応用研究。次に３の実用化研究だ。
基礎研究はたいていの場合ノーベル賞といったもので注目される。
しかしながら一般的に「研究者」といえば基礎研究をする人をイメージする人が多い。

で、注目すべきなのが一般に一つの基礎研究から複数の応用研究がなされさらに一つの応用研究から実用化研究がなされるという
スター型(基礎研究を中心に放射状に線が延びてる)で発展していくという点(そうならないこともあるが)。

ようするに実用化されそうもない研究結果をみて
「こいつは大発見だ」
と思ってそれを改良する応用屋さんがいるってことだ。
ここが応用屋さんの腕のみせどころになる。

>>92,93
おまえらこそ、工学系辞めた方が良いぞ。
ショックレイのトランジスタが当時としてはどの程度の品質だと思ってるんだ？
世界で初めて、ポリアセチレンに導電性を見いだすに至るまでの
過程が無いとでも思っているのか。
お前らがやっていることは、基礎研究でも応用研究でもないだろ。

全然話の分かってない>>94萌え

今回の発表は２段階目ですね、１はすでに誰かがやった後なので。

>>94
だからね、たとえその後の応用に繋がらない失敗研究デモ、誰もやった事の無い研究はそれだけで価値はあるんですよ社会的に。
利潤追求だけの企業では首の原因になりますが。
＞９４はエコノミックアニマルですか？

で、>>94はどんな研究経験の持ち主なの？

流れを無視して言えば、例え効率が4％であっても製造から廃棄までのﾄｰﾀﾙｺｽﾄが低廉なら構わないとｵﾓﾀ。

この技術なら“印刷”で太陽電池が作れそうな希ｶﾞｽ。

つうかZnPCの融点いくつよ