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GROUP研究グループ

GROUP 02創エネデバイス開発グループ

有機系薄膜太陽電池の
高機能化に挑む

代表
當摩哲也 教授
専門分野
薄膜・表面界面物性、ナノ材料化学
キーワード
有機薄膜太陽電池、ペロブスカイト太陽電池、分子配向制御

太陽電池は再生可能エネルギーの代表格ですが、主流のシリコン太陽電池はその重さや形状から設置場所が限られます。そこで注目を集めているのが、薄い、軽い、曲げられるなどのメリットを持つ有機系薄膜太陽電池です。
金沢大学ではこれまで、塗って作る太陽電池の技術開発に貢献するなど、当該分野で顕著な実績を上げてきました。当グループではこうしたアドバンテージを活かし、さまざまな観点・技術から有機系太陽電池の性能向上に取り組んでいます。

光吸収の増加や電荷輸送効率の向上は重要な要素です。真空蒸着により基板に蒸着された有機半導体分子は、基板に対して垂直に立つ、水平に寝るなどの配向をとりますが、後者のほうがよく光を吸収し、よく電力を流すことが分かっています。当グループでは、in situ測定が可能な製膜装置を独自に開発し、分子の配向制御技術を追求しています。
「近赤外光」を利用した太陽電池用有機材料の分子設計・合成にも挑戦しています。人の目に見えない波長の光を吸収する材料は無色透明になることから、色のない太陽電池として従来にない製品デザインが期待できます。
有機・無機ハイブリッド型の太陽電池も研究対象としており、シリコン系に迫る変換効率を持つ「ペロブスカイト太陽電池」について、多層構造の接合面を制御することで、高性能化の可能性を探索しています。

有機系薄膜太陽電池が普及にいたる壁のひとつは耐久性ですが、当グループでは産総研と連携することで、劣化メカニズムを探求し、実用化につなげていきます。

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