有機薄膜太陽電池の"最新"開発動向

第1部 発光する有機薄膜太陽電池の開発

(2011年12月22日 10:30～11:45)

　大面積化可能、超軽量、超薄型、フレキシブルの特徴を活かした有機電子デバイスの研究開発が盛んに行われている。 　そのなかでも有機太陽電池では、印刷技術を用いたロール・ツー・ロール (R2R) 方式による製品が市場に送り出されており、今後も大きく発展することが期待される。 　この様に、有機太陽電池が急激な研究開発の進展を遂げた背景には、良好なp、n型有機半導体材料の存在と、溶液系で作り出される程良く混合された接合面積の広いバルクヘテロ構造の形成が有る。 　本構造を有機EL素子へ応用できれば、発光及び発電機能、加えてセンシング機能を有する多機能デバイスが実現できると考えた。 　今回、これまで実現してきた多機能デバイスと、バルクヘテロ構造を用いた発光する有機太陽電池の開発の初期的結果について紹介する。

1. 背景
   1. 有機エレクトロニクスの展開
   2. 有機太陽電池の展開
   3. フレキシブル化、印刷技術
   4. 有機太陽電池の課題
2. 多機能ダイオード
   1. 複合機能材料探索
   2. 単体特性
   3. 多機能ダイオードのマトリクス動作
3. インクジェット印刷によるフォトダイオード
   1. IJPによる自己整合デバイス化
   2. ドット形状と素子特性1
   3. バルクヘテロ化
   4. 素子構造
   5. 重ね撃ち回数と素子特性2
4. 低分子色素混合系による有機太陽電池特性の改善
   1. ドーピングの最適化
   2. 素子特性の比較
   3. AFM観察
   4. キャリア注入特性の評価
5. 発光する有機太陽電池
   1. 素子構造
   2. 太陽電池特性
   3. ELスペクトルと特性
   4. ドーピング量の最適化と発光
6. 今後の展開
• 質疑応答

第2部 プリンタブル有機薄膜太陽電池の開発動向と今後の展望

(2011年12月22日 12:30～13:45)

～高分子系、低分子系および複合系塗布型有機薄膜太陽電池の技術動向～

　太陽光発電の真の普及は、発電コストをいかに下げるかにかかっている。その中、有機薄膜太陽電池は、大型真空装置を必要としないroll-to-rollプロセスによる大量生産の可能性と、軽量・フレキシブルな太陽電池が作れるという可能性から、製造コスト、設置コストの大幅な低減が期待されている。 　本講演では、高分子系、低分子系、さらにそれらの複合系材料を用いた塗布型有機薄膜太陽電池の構造、原理、問題点を概説し、今後の展望を述べる。

1. はじめに
2. 有機薄膜太陽電池の物理と高効率化に求められるもの
3. 高分子系塗布型有機薄膜太陽電池
   1. 開発の経緯
   2. 高効率化への取り組み
4. 低分子系塗布型有機薄膜太陽電池
   1. 分子間相互作用の制御と高移動度塗布型有機半導体材料設計
   2. 液晶性の活用と太陽電池
5. 高分子・低分子複合系塗布型有機薄膜太陽電池
6. まとめ
• 質疑応答

第3部 高分子系有機薄膜太陽電池の現状と材料開発動向

(2011年12月22日 13:55～15:10)

　印刷技術などの溶液プロセスにより、低コストで大面積に作製可能な高分子系有機薄膜太陽電池の開発に高い関心が集まっている。欧米を中心にエネルギー変換効率の向上レースが繰り広げられ,現在では8%を超える有機薄膜太陽電池が報告されている。実用化へのハードルとして、エネルギー変換効率10%を超える有機薄膜太陽電池の開発が求められている。 　本講座では、p型材料として高分子有機半導体、n型材料としてフラーレン誘導体を混合して作製する、ドナー・アクセプタ「バルクへテロジャンクション」有機薄膜太陽電池の研究について述べ、欧米における高分子系有機薄膜太陽電池の研究開発動向や太陽電池市場における有機薄膜太陽電池の位置づけについても紹介する。また、エネルギー変換効率向上の鍵となる高分子有機半導体やフラーレン誘導体の開発動向について紹介する。

1. 太陽電池の分類および比較
   1. 各種太陽電池の比較 (現状,アプリケーションなど)
   2. 有機薄膜太陽電池の位置づけ
2. 有機半導体材料と有機薄膜太陽電池の作製
   1. 低分子系有機材料による有機薄膜太陽電池の作製
   2. 高分子系有機材料による有機薄膜太陽電池の作製
   3. 有機材料の違いによる有機薄膜太陽電池の特徴
3. 高分子系有機薄膜太陽電池の現状と実用化に向けた開発状況
   1. 高分子系有機薄膜太陽電池の現状
   2. 新規電子ドナー有機材料の開発状況
   3. 新規アクセプター有機材料の開発状況
4. 欧米諸国の有機薄膜太陽電池の研究開発
   1. 研究開発の最新情報
   2. 将来市場での位置づけ
• 質疑応答

第4部 有機太陽電池の開発と今後の展開

(2011年12月22日 15:25～16:40)

　軽量、フレキシブルといった特徴を有するアモルファスシリコン薄膜太陽電池と三菱化学で開発を進める新コンセプトの有機薄膜太陽電池について、その特徴と有機太陽電池高性能化へのマイルストーンを概説し、市場拡大が見込まれる太陽電池市場での次世代電池としての市場導入を目指した取り組みについて紹介を行う。

1. 緒言
   1. 太陽電池マーケット
   2. 地球環境とCO2削減、
2. α―Siを用いた軽量、フレキシブル太陽電池の特徴とアプリケーション
3. 有機太陽電池の開発
   1. 有機太陽電池の構成
   2. 有機太陽電池の動作メカニズム
   3. 塗布型有機半導体を用いた有機太陽電池の開発
   4. 塗布型有機半導体を用いた有機太陽電池の特徴
   5. 有機太陽電池の製造プロセスの特徴
4. 有機太陽電池高性能化へのマイルストーン
5. 有機太陽電池のアプリケーション
6. まとめ
• 質疑応答