中国科学院、有機太陽電池の接合部分を安定化する技術を開発、大面積化でも成果

中国科学院の研究チームが、有機太陽電池の接合部分を安定させる技術を開発した。研究成果は学術誌「Joule」に掲載されたが、発表日は資料に記載されていない。

発電効率と耐久性、大面積化を検証

有機太陽電池は、炭素を含む有機材料で太陽光を電気に変える電池だ。従来のシリコンに代わる材料を使う。中国科学院によると、柔軟性があり、低コスト製造や大面積化に適している。

一方、電極表面の分子層が光や熱で剥がれやすかった。この接合部分の不安定さが、大規模な商用化の課題だったという。

今回の技術を使い、小面積の電池で電力変換効率20.4％を達成したとしている。電力変換効率は、受けた光をどれだけ電気に変えられるかを示す値だ。

研究チームは、受光開口面積15.6平方センチメートルのモジュールにも技術を広げた。モジュールとは、太陽電池を発電用のまとまりにしたものだ。受光開口面積は、光を受け入れる開口部分の面積を指す。

研究チームによると、この大面積モジュールの発電部分の変換効率は18.8％だった。記録的な値と位置付けている。

かんたんに言うと、分子の層を固定する

新技術では、電極と電荷を運ぶ層の間に、真空中でInClxという材料の中間層を作る。電荷は電気のもとになるもので、それを運ぶ層とのつなぎ目に手を加えた形だ。

たとえるなら、剥がれやすい薄いシートを、むらなく留めるための下地を設けるような考え方である。中国科学院によると、中間層が分子同士の結合を促す。その結果、分子層を密で均一に固定できるとしている。

耐久性は25℃で、最大の電力を取り出せる動作点を追いながら評価した。2,000時間の連続運転後も、初期効率の85％超を維持したという。これは示された試験条件での結果であり、製品の寿命として示された数字ではない。

日本では

日本との関わりは発表には書かれていない。今回の資料は研究成果を伝えるもので、日本での製品化や提供についての情報はない。

まとめ

今回の研究は、発電効率だけでなく、接合部分の安定性と大面積化を合わせて検証した点が重要だ。中国科学院も、効率・安定性・大面積化の両立につながる技術と位置付けている。

分子層を固定する工夫が、有機太陽電池の実用化を後押しする可能性がある。ただし、今回示されたのは研究段階の成果であり、商用製品の発売を伝える発表ではない。