テクノロジー図解で見る電子デバイスの今

有機系太陽電池の普及が始まる IoT市場へ日本メーカー参入=松永新吾/36

    (出所)各種資料を基に筆者作成
    (出所)各種資料を基に筆者作成

     太陽電池(PV)にはさまざまな種類があるが、現在の主流は結晶シリコン太陽電池である。2017年には100ギガワット(1ギガワットは100万キロワット)以上の太陽電池モジュールが生産された(国際エネルギー機関調べ)が、その大半が結晶シリコンである。

     一方で、次世代の太陽電池として、色素やポリマー、電解液、炭素材料といった有機材料を用いた「有機系太陽電池」の開発が進んでいる。安価な樹脂基板に印刷プロセスで成膜でき、真空装置のような高価な製造装置が不要なことから、安価な太陽電池として普及が期待されている。大きくは「色素増感太陽電池(DSC)」と「有機薄膜太陽電池(OPV)」に分類される。最近では有機無機ハイブリッドの「ペロブスカイト太陽電池(PSC)」も世界中で開発が加速している。

     有機系太陽電池の開発の歴史は古く、色素増感型および有機薄膜型のいずれも、1970年代から研究が始まっている。当初は変換効率が低かったが、90年から2000年にかけて、相次ぎ技術のブレークスルーが起こった。

     色素増感型は90年代初頭にスイスの研究グループが色素を吸着した多孔質酸化チタンと電解液を組み合わせた構造を提案したことで、変換効率が大きく向上した。

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