【エネルギー】新太陽電池は剣山構造　フラーレンなどの有機物を材料にした低コストの製造法開発　東大

低コストの太陽電池づくりに突破口が開けそうだ。
東京大の中村栄一教授らのチームが、フラーレンなどの有機物を材料にした
新しい製造方法を開発した。生け花の「剣山」のような形に材料を結晶させるのが
ポイントという。米国化学会誌オンライン版に成果を発表した。

開発したのは、小さな有機物の分子を電極に塗って太陽電池をつくる方法。
印刷のようにできてコストが大幅に下がる。
使う有機物はテトラベンゾポルフィリン（ＢＰ）とフラーレンの化合物（ＳＩＭＥＦ）。
この二種を基板に塗って加熱すると、ＢＰとＳＩＭＥＦが互いに針のように入り組んで
結晶した美しい構造が出来上がった。その形から「剣山構造」と名付けられた。
太陽光を電気に変える変換効率も５・２％と、まずまず。
中村教授は「電子を与えるＢＰと、電子を受け取るＳＩＭＥＦが剣山のように規則的に
入り組んでいるので電子を効率よく取り出せる」とみる。

これまでの方法は、炭素が鎖のように連なった巨大な有機物の分子を電極に塗っていた。
巨大分子は塗りやすい半面、大きさがそろえにくい。このため不規則に乱れて
一定の構造ができず、効率が上がらなかった。
ＳＩＭＥＦはサッカーボール状のフラーレンに二本の角のような有機物がついた形。
「このＳＩＭＥＦとＢＰという材料の組み合わせを発見したのが成功の鍵」とチームの
松尾豊・同大特任教授は語る。

きれいな剣山構造ができるのは、現在は太陽電池の面積の半分程度。
グループでは「塗布法を工夫してＢＰを均一にすれば全面に剣山構造ができ、
効率は１０％程度に上がる」と期待する。

太陽電池の材料はシリコンが主流。その変換効率は１５％前後と高いが製造コストも高い。
二十年以上も前から別の材料が研究されているが、なかなか対抗馬が出ない。
有機物を使えば薄くて柔らかな太陽電池ができ、弱い光でも使えるため、
シリコンでは考えられなかった用途が開ける可能性もある。

＜太陽電池＞　
光を電気エネルギーに変える装置。光が電池に当たると結晶から電子（マイナス電荷を持つ）
が飛び出し、後に穴（プラス電荷を持つ）が残る。電子が陰極に運ばれ、穴が陽極に
運ばれることで電気を流す。


ソース：東京新聞
http://www.tokyo-np.co.jp/article/technology/science/CK2009110302000157.html
東京大学大学院理学系研究科　プレスリリース
高効率化に挑む　新型有機薄膜太陽電池
http://www.s.u-tokyo.ac.jp/press/press-2009-26.html

なかなかブレークスルーが見つからないよなぁ
素人考えでは、光合成にヒントがあると思うんだが

>>2
人間に光合成出来る葉緑素を遺伝子組み換えすれば、日光浴で養分が出来る

究極のブレイクスルー、アフリカとかで特に有効だと思われ

光合成出来る牛とかヤギ豚もいいかと思われ
特にアフリカとかで

確かに効率高いけど、固体接合型有機太陽電池の評価が変わるほど前進したわけでは
ないな。研究レベルでなんとか10%いかないものかね。

実用は変換効率ではなく価格効率だよな。寿命が１５年とかしかない
現状なら１５年後に新しい技術に交換すればいいだけの話さ。
つまりワット/コストの効率が重要であって、ワット/面積の効率ではない
のは明白ってこと。

素材が１５年以上もっても、その敷設や設備の老朽化が問題とる。
どれだけ安く作れるか、新しい技術が来たとき簡易に処分＆交換が容易か
が重要になるはず。

おまえらアフリカ人を実験台にすんなｗ

生命が40億年にわたって残し続けた光合成なんだから、
エネルギーの変換の仕組みとしては悪いはずはないと思うんだがなー

>>8
植物の光合成の光→エネルギー変換効率は30%から35%の間

Ｃ

有機なんて寿命の問題がつきまとうから厳しいと思うんだけどなぁ。
よほど劇的に製造コストが下がらないとペイしなくね？

さくらんぼで太陽光発電する光合成発電をテレビで見たことがある。

光合成色素を利用した太陽電池はあるけど、たしか耐久性がなかったんだと思う。
植物の体内では常に色素が合成され続けているからいいが、
太陽電池はそうはいかないからな。

>>11
結晶タイプに比べ印刷技術で作れるタイプは将来は２桁ぐらい安くできる
可能性があると聞いたが。有機とは限らんけど。
タダ同然でできる安い素材を模索中ってところかとおもわれ。

非常に軽く曲がり柔軟で持ち運びや携帯が簡易であること。
長寿命じゃないぶんだけ逆に安易な形状や耐久性の素材の上に作れる。

結晶タイプだとこれが難しいはず。何せパネルの外枠が中身と同じぐらいの
コストが（ｒｙ
重さも重要で移動で持ち運びの用途では１０年以上持つような頑丈な素材では
重すぎる。

有機でも５年を超える研究も成果がでることだとおもわれ。
フラーレンてそんなに簡単に壊れる素材とは思えないが。単一ではないけど。

>>3
モリゾーやキッコロみたいにゃなりたくないなぁ

蓄電できる繊維にして
夜間に発光する服をジジババに着せたいな
タンスが光っても困るが

四国の大学だったかの学生が作ってなかったかな
それを朴るとはな、東大も落ちたものだな

こういうのって発表せずにこっそり開発して、特許取って商品化してから
新技術！って発表すりゃいいのに。中・韓に先にパクられて特許取られる
のではないか？

ジジイのハゲ頭に貼り付けて発電しようぜ

>>18
科学理論は論文先に発表したもの勝ち
発明は別、三菱とタッグになってるからそっちも大丈夫だろう

つ…　剣山

>>3
人間の基礎代謝に遠く及ばず。

>>2
太陽電池の形状が葉っぱみたいになってないのは何故なんだろう

>>1
それでも太陽「光」発電は、変換効率１００％近い太陽「熱」と比べると
まだまだなんだよな。

ホールを穴と訳してしまうのは流石に(-_-;)

こんなのはどうなのかね？
かなり胡散臭いがw
ttp://www.nanodiamond.jp/co2catalyst.php

>>23
逆を考えてみれば分かるよ。
葉っぱの形状が太陽電池のような一枚板になっていないのは何故なんだろう
ってな。

めんどくさいから、表面に葉緑素でも塗っとけ。

授業中に先生のハゲ頭に鏡で光当てたことあるけど
光が黒板にそれてばれたことあるｗ

>>24
＞ >>1
＞ それでも太陽「光」発電は、変換効率１００％近い太陽「熱」と比べると
＞ まだまだなんだよな。

太陽熱発電なんてあったのか？

剣山横

>>30
とりあえずググれ。

量子ドット型ってやつが凄いんでしょ？
10cm角位で家一件分の電気量をまかなえるとか。
まだこれからの技術らしいけど実用化したら世界が変わるな

>>14
フラーレン高くね？

>>33
太陽の照射エネルギーは畳一枚で家一件弱。
100％の電池が出来ても10センチじゃ、むりｗ

シリコンって、原料はそこらの石ころだろ。
なんで高いんだろ。
地球はシリコンでできてる惑星なのに。

>>36
そこらにあるのはSiO2。使えるのはSi。
SiO2→Siにして、そこから純度を上げたりしてると電気食いまくり

最近変換効率が25％程度になる技術が開発されてたはずだぞ
その時の注釈で現在は20％弱の効率だと記されてたが15％ってのは差があるな

>>17
パクリでJACSは無理だろ。
化学界じゃACIEと並ぶトップ誌だぞ。

まあこの前はNaH酸化なんてのが載ってたがw

>>27
わかんねーよｗ

>>24
えーと
何を何に変換する効率が100%近いのでしょうか？
太陽のエネルギーは電磁波という形で地球に降り注いでいます
それを直接電気に変換するのが太陽光発電
太陽熱というのは・・・

頭いい振りしなくていいから
もうちょっと勉強しようね

>>6
だいたい同意なんだけど
一般家庭では、ワット/面積の効率も重要ではないだろうか
大きな屋根の家に住んでる奴なんて限られてくるだろうし
車の屋根に取り付けたりする用途とかも考えると

まぁ、色んな方向に開発が進めば良いだけか・・・

平面パネルをパラボナみたいな形にすれば効率よくなったりしないんかな

>>43
直達光と散乱光っていうのが…
いつも完全な青空っていうのなら、それでもいいんだけど。

有機電子みたいなのはこれからの分野だと思う。
液晶なんかは昔からあるけど
炭素の共有結合の立体的構造に様々な電気的な特性を持たせる
ていうのは生命の基本原理だし奥が深いし
しかし有機物の結合エネルギーでは紫外線に弱すぎて
太陽電池には向かないと思う。

>>42
>一般家庭では、ワット/面積の効率も重要ではないだろうか
一般的設置の工事をしてもらえば
屋根の総面積の８分の１も無いのに？面積が足りないってこと？
面積はあまりまくっているよ。屋根以外でも敷設可能だし。

有機はどうしても腐るのがなぁ・・・・

>>47
フラーレンも腐るの？
フラーレンなどのから、フラーレンだけのに成るのを待てばいいだけ
かと。

有機や分子構造では光合成を超えるのは難しいんじゃねーの？
分子サイズの微細加工を安く大量生産する方が早いんじゃないかな。方法はある。

稼働率が10%じゃ、効率1000%にしないとダメ

>>49
植物から生合成のシステムだけを取り出したものをvitroで作れたら面白そうだけどなぁ

Evaとガラスはまだ必要な訳か

>>51
光合成のどういうシステム？
化学反応なら無駄だと思うよ。
PINで発電するシンプルなシステムを微細化する方が圧倒的に有利だと思う。
加工は1ステップで元のパターンの何百倍も微細化する方法があると思う。

>>4
家畜は光合成するために光を受ける体表面積が小さすぎて実用的じゃないと思う

つまり緑色のヒラメを創ればよい、と。

>>55
緑色の人間を作れば飢餓にも強くなるな

レンズか反射鏡で光を目いっぱい集めて太陽電池に当てて
太陽電池の性能を最大限活用すればいいのに

ヒラメ最強説

低コストを謳っていながら
コスト目安が記されてないって、
記事として失格だべ。

愛媛大学の技術だな

これで変換効率１０％越えれば数万で屋根一面これ付けて電気代０なのかね
ものすごいコスト安みたいだしさ

太陽電池って結局設置コストが高いんじゃないの？
大工がんばれってことじゃないの？

>>62
コストだとだいたいこんな雰囲気だと思うほうがいい。
２０％太陽電池の半導体素子（シリコンなどの半導体）
５％太陽電池パネルの内部配線＆内部負荷回路
１５％太陽電池パネルの外側の入れ物（防水仕様や個々の相互配線）
→２０年とか長くなるほど高い品質が求められる。素材が風雨雹、紫外線
→雪、飛砂、塩害、酸性雨などでも劣化しない強度が求められる。
３０％屋根の敷設費用（屋根カワラとかだと交換して処分費用もある）
→危険なところでの長時間の職人さんの人件費が高い
→太陽電池の配線などの特殊技術取得者に限られるから単純じゃない。
→場合によっては足場を家全体に組む必要がありそれのコストもある。
２５％電力を相互変換して管理する装置（メーカー仕様の特殊なインバーター）
→ＤＣ→ＡＣ変換、電力メーター、電力会社との接続装置、結構大型になる。
５％家庭内配線、現状の配線がそのまま使えれば簡易だが、使えなければ
大きなコストを含む工事（壁の中とか）になってしまう。

残りは、保守（点検）、さらに修理。過去の太陽電池の実績だと
過半数が寿命の半分もたたずに修理を受けている。

>>40
一枚じゃない理由は効率的に光合成を行うという観点からある程度理由付けられている
たとえば葉が小さいと、
蒸散や大気交換の効率化
葉の寿命や遮光との兼ね合いで収率の悪い葉を回収しやすい
効率の悪い直射日光より散乱光を多く利用できる
などがある

>>63
寿命２０年換算なら修理半分ってすごくね

にほんー
　ぜんこくーのー
にくたい　かーんけーしゃー
各位に告ぐー♪

>>65
修理＝丸ごと交換。よく考えろ。

>>39
あれは別の意味で盛り上がってたｗ