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東レ ポリマー有機薄膜太陽電池で10%超の変換効率を達成

皆様に有用な太陽光発電業界情報をお知らせします。

東レ株式会社(以下東レ)は9月20日、有機薄膜太陽電池において、単層素子としては世界最高レベルとなる10%超の変換効率達成を発表した。

有機薄膜太陽電池が太陽光を効率よく吸収するためには、長い吸収波長と高い吸光係数、高い電荷移動度を持ったドナー材料が必要となる。
東レは従来のドナー材料を解析し、光吸収量と電荷移動度が不充分であったことから、高い光吸収特性と導電性を両立する芳香族ポリマー系ドナー材料を新たに開発した。

この芳香族ポリマー系ドナー材料に、フラーレン化合物をアクセプター材料に用いることで、発電層を高度に配向制御すると共に、厚膜化(従来比約3倍)に成功した。

今回開発した有機薄膜太陽電池は、外部量子効率(照射した光子が電子に変換された割合)が光吸収波長領域の全域に渡って9割を超え、短絡電流(光照射時において端子を短絡させたときに得られる電流。短絡電流の値向上が有機薄膜太陽電池の変換効率の向上の課題となっている)が無機太陽電池に匹敵する値に達するなど、極限に近い高効率化を実現している。

また、発電層が従来に比べて厚いため、上記のような高効率化に加え、リーク破壊(陽極と陰極の一部が接触して通電することにより起こる破壊)が起きにくいこと、ならびに発電層が1層のみで複数の発電層を積層させる他方式よりも構造がシンプルであることから、従来方式に比べて高耐久性と低コスト製造が期待できる。

東レは今後、2015年近傍の実用化を目指し、一層の材料・素子性能向上を図る方針だ。

情報参照元:東レ株式会社

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