東レがポリマー有機薄膜太陽電池で世界最高レベルの変換効率を達成

東レがポリマー有機薄膜太陽電池で世界最高レベルの変換効率を達成
       
10%超の変換効率を達成
東レは9月20日、有機薄膜太陽電池において、単層素子としては世界最高レベルとなる10%超の変換効率を達成したと発表した。

同製品は同社が新たに開発した高配向性の芳香族ポリマーをドナー材料に、フラーレン化合物をアクセプター材料に用いて発電層を高度に配向制御し、従来比約3倍の厚膜化に成功したもの。

照射した光子が電子に変換された割合である外部量子効率は、光吸収波長領域の全域に渡って9割を超え、短絡電流が無機太陽電池に匹敵する値に達するほど、極限に近い高効率化を実現した。

同社はこの成果から、太陽電池素子の発電性能とドナー材料の配向特性との関係を明らかにし、2015年近傍の実用化を目指し、さらなる高効率化につなげていく方針だ。

(画像はプレスリリースより。)

低コスト化を実現
有機薄膜太陽電池は、様々な種類の太陽電池がある中で、最も薄く、最も簡便に作製することができるため、太陽電池の大幅な低コスト化を実現するとして開発が進められている。

軽量で柔軟性に富むといった特長を持つため、建造物の壁面利用や車載用などの新用途への展開も期待できるが、従来の発電材料では変換効率が低く、実用化に向けての大きな課題となっている。

東レは今回、独自のポリマー設計技術と有機合成技術を駆使して、変換効率向上の鍵となる芳香族ポリマー系ドナー材料を新たに開発した。

このドナー材料は、発電メカニズムを詳細に解析しながら開発を進め、化学構造を最適化することで配向性を高度に制御することにより、光吸収特性と導電性を高い次元で両立した。

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2013年9月29日の社会記事

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