金沢大,有機薄膜太陽電池品質の劣化プロセス解明

金沢大学の研究グループは,有機薄膜太陽電池の光電変換効率や耐久性といった特性の劣化原因と劣化プロセスを解明した(ニュースリリース)。

太陽光発電は,身近な再生可能エネルギーの1つである太陽光を活用した発電方式となる。現在主流となっているシリコンを用いた太陽電池は製造コストが高いのに対し,有機薄膜太陽電池は2種類の有機半導体分子の相互作用によって発電しており,製造コストが安価となる。

さらに,着色が可能で,デザイン性を持った設置が可能であるなどの特徴を有しており,シリコン製太陽電池に代わる次世代太陽電池として期待されている。しかし,現在の有機薄膜太陽電池は,寿命が短いという難点があり,太陽光にさらされることによる性能劣化の詳細な原因究明が,普及に向けての課題の1つとなっていた。

この研究では,インピーダンス分光法と可視・紫外分光法を用いて有機薄膜内部の材料変化を解析した。その結果,性能の劣化は有機半導体層を構成する有機半導体分子に積み重なったダメージに起因していていることを突き止めた。

また,有機半導体分子が紫外線にさらされることによって有機半導体層の電気抵抗が増加することで,電流効率に影響を及ぼすことを明らかにした。

性能劣化のプロセスを解明したこの研究は,有機薄膜太陽電池の耐久性向上に向けた重要な一歩と位置付けられるという。今後は,より変換効率に優れ多様な形状を持つ有機薄膜太陽電池の開発が進み,太陽光発電の新たな可能性やさらなる利用促進につながるとしている。

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