ウェアラブルデバイス電源の開発動向

第1部. エネルギーハーベスティング技術のウェアラブルデバイスへの適用

(2016年3月4日 10:30〜11:45)

　ウェアラブルデバイスは、スポーツ、健康管理、医療、見守り、作業効率化、エンタテインメントなど様々な用途への展開が始まっていますが、充電や電池交換の手間が普及の障害となっています。 　エネルギーハーベスティング技術の活用によってウェアラブルデバイスの無給電化が実現すれば、上記用途を始め、人間以外へのウェアラブルデバイス適用などによる、新たな産業の創出が期待されます。 　本講演では、ウェアラブルデバイスの電源技術を俯瞰した後、ウェアラブル向けのエネルギーハーベスティング技術の現状と研究開発動向を紹介します。

1. エネルギーハーベスティングとは
2. ウェアラブルデバイスの電源オプション
   1. 配線
   2. 一次電池
   3. 二次電池
   4. 無線電力伝送
   5. ウェアラブル環境での発電可能性
3. ウェアラブルデバイス向けエネルギーハーベスティング技術の動向
   1. 太陽電池
   2. RFハーベスティング
   3. 力学的エネルギーからの発電
   4. 温度差からの発電
   5. バイオ発電
4. 国内外の取組例
   1. Energy Harvesting Network
   2. MANPOWER
   3. ASSIST
   4. JST A – STEP 戦略テーマ重点タイプ
      「IOT、ウェアラブル・デバイスのための環境発電の実現化技術の創成」

第2部. 塗布型フレキシブル熱電変換素子の作製技術とウェアラブルデバイスへの適用

(2016年3月4日 12:25〜13:40)

　この数年、有機材料など、ウェットプロセスに対応した材料を用いたフレキシブル熱電変換素子の報告が増加しています。 　本セミナーでは、最近のフレキシブル熱電変換素子の研究開発の状況に加え、私自身が行っている、ナノ粒子材料を用いたフレキシブル熱電変換素子についても紹介する予定です。

1. フレキシブル熱電変換素子
   1. フレキシブル熱電変換素子とは
   2. フレキシブル熱電変換素子の用途
   3. 薄膜の作製方法
      1. 気相法
      2. 液相法
      3. 液相法 (電気化学的手法)
   4. 液相法に用いられる主な材料
      1. 有機系材料 (PEDOT:PSS他)
      2. カーボン系材料 (CNT他)
      3. ナノ粒子系材料 (Bi系 他)
2. ナノ粒子熱電変換材料の開発
   1. ナノ粒子材料のメリット
   2. ナノ粒子材料
      1. Bi系熱電変換材料のナノ粒子化
      2. その他のナノ粒子材料
   3. ナノ粒子の分散とインク化
   4. 製膜方法
      1. フレキシブル基材への塗布
      2. カレンダ処理
3. フレキシブル熱電変換素子の設計
   1. フレキシブル熱電変換素子の構造
   2. おもな構造の例
   3. 課題

第3部. ペロブスカイト発光電素子の特徴とウェアラブルデバイスへの適用

(2016年3月4日 13:50〜15:05)

　ペロブスカイト太陽電池は、印刷方式で製造可能である高効率太陽電池として注目をあつめている。2009年にはじめて論文で発表されたペロブスカイト太陽電池は、2012年に変換効率10%が報告され、最近では、20%を超える変換効率も報告されている。実用化に向けては、ロール・ツー・ロールの印刷方式を目指した工程開発も重要である。我々の研究室では、プラスチックフィルム上に150度以下の処理温度のみで、軽量フレキシブルなペロブスカイト太陽電池において変換効率13%を達成している。 　本講演では、プラスチックフィルムを用いたペロブスカイト太陽電池の開発動向について解説するとともに、ペロブスカイトを光受光素子としたセンサー開発、宇宙放射線への耐久性試験など、最新のデータも含めて紹介する。

1. 色素増感太陽電池からペロブスカイト太陽電池へ
   1. ペロブスカイト関連化合物と太陽電池
   2. ペロブスカイト太陽電池は色素増感太陽電池の色素から
2. なぜペロブスカイト化合物が選ばれたか
   1. ペロブスカイト太陽電池の材料特性、構造とプロセス技術
   2. 有機無機ペロブスカイト結晶電導材料
3. ペロブスカイト太陽電池の歴史
   1. 固体型ペロブスカイト太陽電池の開発
   2. ETA太陽電池とペロブスカイト太陽電池
   3. 高効率化に向けた層構成制御
4. ペロブスカイト太陽電池の位置づけ
   1. 溶液塗布により製膜できる半導体フィルム
5. プラスチックフィルムペロブスカイト太陽電池
   1. 低温製膜酸化チタン半導体の開発と、ペロブスカイトの製膜
   2. 軽量・フレキシブル製を活かす用途
6. ペロブスカイト太陽電池の産業展開
   1. 耐久性向上への課題
   2. 光センサーへの応用
   3. 宇宙利用への課題

第4部. 小型燃料電池の薄型、軽量化とウェアラブルデバイスへの適用 (仮題)

(2016年3月4日 15:15〜16:30)