ペロブスカイト太陽(たいよう)電池(でんち)やタッチスクリーンの効率(こうりつ)耐久(たいきゅう)(せい)上げる(あげる)新しい(あたらしい)素材(そざい)開発(かいはつ)

(まい)マサチューセッツ工科大学(MIT)の研究(けんきゅう)チームは、柔軟(じゅうなん)かつ透明(とうめい)(しるべ)(でん)(せい)材料(ざいりょう)をもったコーティング材料(ざいりょう)開発(かいはつ)した。太陽(たいよう)電池(でんち)やタッチスクリーンに現在(げんざい)使わ(つかわ)れる透明(とうめい)(しるべ)(でん)(まく)欠点(けってん)補い(おぎない)、デバイスの性能(せいのう)耐久(たいきゅう)(せい)向上(こうじょう)役立つ(やくだつ)材料(ざいりょう)として期待(きたい)できる。研究(けんきゅう)結果(けっか)は、2019(ねん)11(つき)22(にち)付け(ずけ)の『Science Advances』に掲載(けいさい)されている。

現在(げんざい)太陽(たいよう)電池(でんち)やタッチスクリーンの透明(とうめい)(しるべ)(でん)(まく)には、透明(とうめい)(せい)電気(でんき)伝導(でんどう)(せい)高い(たかい)ITO(インジウムスズ酸化(さんか)(ぶつ))が幅広く(はばひろく)使わ(つかわ)れている。しかし、ITOは非常(ひじょう)脆く(もろく)一定(いってい)期間(きかん)使用(しよう)すると割れる(われる)場合(ばあい)がある。Karen Gleason教授(きょうじゅ)らの研究(けんきゅう)チームは以前(いぜん)からITOに置き換わる(おきかわる)素材(そざい)として、透明(とうめい)(しるべ)(でん)(せい)がありながら柔軟(じゅうなん)材料(ざいりょう)開発(かいはつ)進め(すすめ)ていた。

今回(こんかい)研究(けんきゅう)チームは、oCVD(酸化(さんか)化学(かがく)蒸着(じょうちゃく)(ほう)利用(りよう)して、(しるべ)(でん)(せい)有機(ゆうき)ポリマーPEDOTを一般(いっぱん)(てき)なエッジオン配向(はいこう)ではなく、フェイスオン配向(はいこう)蒸着(じょうちゃく)すると同時に(どうじに)()結晶(けっしょう)(ちゅう)のポリマー(くさり)(かん)積み重ね(つみかさね)距離(きょり)減らす(へらす)ことに成功(せいこう)、より高い(たかい)電気(でんき)伝導(でんどう)()をもつ、(あつ)(すう)nmの薄膜(はくまく)(そう)形成(けいせい)した。直流(ちょくりゅう)伝導(でんどう)()は2800S/cm、光学(こうがく)バンドギャップは2.9eV、直流(ちょくりゅう)伝導(でんどう)()光学(こうがく)伝導(でんどう)()()は50に達し(たっし)た。過去(かこ)研究(けんきゅう)チームが開発(かいはつ)した材料(ざいりょう)比べ(くらべ)、10(ばい)電気(でんき)伝導(でんどう)()持つ(もつ)という。

開発(かいはつ)したPEDOT(そう)をペロブスカイト太陽(たいよう)電池(でんち)組み込ん(くみこん)だところ、ペロブスカイトの効率(こうりつ)向上(こうじょう)し、その安定(あんてい)(せい)が2(ばい)増加(ぞうか)したことを確認(かくにん)できた。ペロブスカイト太陽(たいよう)電池(でんち)は、シリコンベースの太陽(たいよう)電池(でんち)置き換わる(おきかわる)ものとして非常(ひじょう)有望(ゆうぼう)()されており、性能(せいのう)耐久(たいきゅう)(せい)向上(こうじょう)求め(もとめ)られているデバイスだ。

実験(じっけん)では6インチ基板(きばん)蒸着(じょうちゃく)したが、ロールツーロール方式(ほうしき)にも展開(てんかい)可能(かのう)で、量産(りょうさん)()簡単(かんたん)だという。蒸着(じょうちゃく)温度(おんど)は140℃と、ほかのITO代替(だいたい)材料(ざいりょう)よりもずっと低い(ひくい)温度(おんど)製造(せいぞう)できることも大きな(おおきな)利点(りてん)だ。

穏やか(おだやか)でシングルステップの工程(こうてい)利用(りよう)して、転写(てんしゃ)することなく直接(ちょくせつ)プラスチック基板(きばん)にも蒸着(じょうちゃく)できるので、フレキシブル太陽(たいよう)電池(でんち)やディスプレイなどにも向い(むい)ている。さらに、表面(ひょうめん)微細(びさい)構造(こうぞう)持つ(もつ)材料(ざいりょう)にも均一(きんいつ)蒸着(じょうちゃく)できることから、(かみ)布地(ぬのじ)のような素材(そざい)にも適応(てきおう)可能(かのう)だ。

長期間(ちょうきかん)にわたり様々(さまざま)条件下(じょうけんか)での安定(あんてい)(せい)証明(しょうめい)する必要(ひつよう)があるため、研究(けんきゅう)継続(けいぞく)(ちゅう)だ。「研究(けんきゅう)進める(すすめる)(うえ)技術(ぎじゅつ)(てき)障壁(しょうへき)はない。あとは市場(しじょう)出す(だす)ために(だれ)投資(とうし)するかだけが問題(もんだい)だ」と、Gleason教授(きょうじゅ)はその将来(しょうらい)展望(てんぼう)している。

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