有機薄膜太陽電池の新展開

摘要

地球温暖化ヤ環境破壊を引き起こす化石燃料エネルギーの代わりとして，太陽電池の普及が期待されている．しかし，現在市販されているシリコン半導体太陽電池は，高度な作製技術を用いているので，高価であり，総作製エネルギーも高く，コストとエネルギーの償却に時間がかかる問題があった．一方，有機薄膜太陽電池は，色素や高分子で構成されており，安価かつ環境に負荷が無いと言える．作製法自体もキャスト法や蒸着法など，簡便かつ低エネルギーの手法を用いることが可能である．また，有機分子が1個の光子を吸収した場合に電子を放出する割合（内部量子効率）は，微視的視点下では100％に近い値を示すことが知られ，高いエネルギー変換効率が得られる潜在的可能性が秘められていると考えられている．こうした有機薄膜太陽電池に関する研究には長い歴史があり，1970年代後半頃にかけて活発に行われた．しかしながら，当時の有機薄膜太陽電池は，強光下で色素が分解され寿命が短くなってしまう問題があり，ネルギ一変換効率があまり向上しなかったため，その後しばらくは停滞が続いた．その間に，後発の有機EL素子や導電性高分子材料の研究開発は実用レベルまで大きく前進したが，これらの研究成果をうまく取り入れることにより，有機薄膜太陽電池にも新展開がもたらされることになった．本稿では，有機薄膜の開発の進展と，そこから得られた問題点と議論を紹介し，最後に産業技術総合研究所が行っている研究について紹介し，有機薄膜太陽電池の今後の展開について考えてみたい．