薄膜フィルム上に作製された有機太陽電池

東京大学とJST(科学技術振興機構)は4日、世界最薄かつ最軽量の有機太陽電池の開発に成功したことを発表した。有機太陽電池は、印刷手法などにより高分子フィルムの上に容易に製造できるため、大面積・低コスト・軽量性を実現できるという。

今回、東京大学大学院工学系研究科の染谷教授や関谷准教授らが、有機溶剤にp型半導体とn型半導体をブレンドして溶解したインクを用いて、厚さ1.4マイクロメートルという極薄の高分子フィルムに、有機半導体薄膜を均一に形成するプロセス技術を開発。世界で最薄かつ最軽量の有機太陽電池を高分子フィルム上に作製することに成功した。

開発した有機太陽電池は、1gあたりの発電量が10Wに相当し、あらゆる太陽電池と比較しても最軽量、最薄、最柔軟なものだという。また、曲げ半径35ミクロンに折り曲げても、エネルギー変換効率4.2%を維持し、機械的にも壊れない。さらに、この薄型有機太陽電池を応用して、300%伸縮させても電気的・機械的な特性が劣化しない伸縮自在な太陽電池を実現した。

今回、太陽電池の超軽量化・超薄型化が実現したことで、今後、太陽電池の携帯用情報通信機器への応用や、身に着けても重さを感じさせないヘルスケアや医療用デバイス用の電力供給源など新たな用途が拡大するものと期待される。

様々な半導体材料を用いた太陽電池の単位グラムあたりの発電量(W/g)、Ultrathin OPV(一番右)が今回の研究の成果。