大象传媒

(Image by LuYago/Shutterstock)

　３种类の半导体材料を用いた叁元系高分子太阳电池が、高効率な次世代の太阳电池として注目を集めています。有机材料を用いて安いコストで作製できるほか、プラスチック基板に涂るだけで製造できるため、コストや环境负荷の抑制につながり、大面积化も可能であることでも注目されています。しかし、分子レベルの劣化メカニズムは不明で、太阳电池を长寿命化する上での妨げとなっていました。

　本研究では、电子スピン共鸣を活用し、従来の手法では难しかった叁元系高分子太阳电池の安定性向上メカニズムを分子レベルで解明することに成功しました。独自に开発した太阳电池の构造を活用し、电子スピン共鸣と太阳电池の性能を同时に计测する、世界初の测定手法を用いた成果です。

　この手法による计测の结果、太阳电池が动作している状态で、太阳电池の内部の电荷状态（スピン状态）の変化が太阳电池の性能（电流や电圧）と强く相関していました。また、太阳电池の性能の変化は、太阳电池の构成材料である光活性层と电子输送层の电荷状态の変化に由来することが分かりました。この変化は太阳电池の电流の减少と电圧の増加を生じさせます。そして、３种类の半导体材料のうち苍型半导体を光活性层に添加することで、光照射による电荷の蓄积が抑制され、太阳电池の劣化が抑えられることが明らかになりました。

　本研究チームの开発した手法により、太阳电池の劣化を防ぐために必要な、これまでにない分子レベルの情报を提供することが可能となりました。

　本手法で得られた分子レベルの情报を基にすることで、低コスト、高効率かつ长寿命で、环境にも优しい太阳电池の製品开発が効率良く进むことが期待されます。

笔顿贵资料

プレスリリース

研究代表者

筑波大学数理物质系／エネルギー物质科学研究センター


広岛大学大学院先进理工系科学研究科　応用化学プログラム
　尾坂　格　教授

関连リンク