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JST、有機薄膜太陽電池で電流を効率よく発生させる仕組みを実験的に解明
発表日：2013.12.25
（独）科学技術振興機構（JST）は、課題達成型基礎研究の一環として、神戸大学の小堀康博教授らが、有機薄膜太陽電池で電流を効率よく発生させる仕組みを実験的に解明したと発表した。有機薄膜太陽電池は、現在主流のシリコン系太陽電池（変換効率最大25%程度）よりも小型で低コスト、柔軟性に富んだ次世代太陽電池として注目され、最近では変換効率が11%まで向上し、実用化が期待されている。しかし、同電池がバルクヘテロ型接合（BHJ）で最も効率よく電流を発生する機構は謎であった。今回、電子スピン共鳴法で、有機薄膜太陽電池基板の光照射直後に生成する電子と正孔の正確な位置や向きと電子軌道の重なりの観測に初めて成功。高分子材料のアルキル鎖の分子運動（フォノン）と結晶性の相乗効果で電荷再結合を抑制しながら電荷を無駄なく電極に伝達し、効率よく光電流ができる仕組みが解明された。この成果は、有機系太陽電池等のデバイス開発に不可欠な半導体分子の制御や設計・合成に明確な指針を与えるもので、さらなる高効率化実現の加速に貢献することが期待されるという。
