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理研、洗濯可能な薄型有機太陽電池を開発

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上図:衣服上に貼り付けられた、薄型有機太陽電池の洗濯写真
  
  
●理化学研究所(理研)創発物性科学研究センター(CEMS)創発ソフトシステム研究チーム内の研究グループは9月19日、洗濯も可能な伸縮性と耐水性を持つ、薄型有機太陽電池の開発成功を発表した。
 
●衣服に貼り付けることができる太陽電池は、生体継続モニタリングに向けたウェアラブルセンサ等の電源用途が見込まれる。このような太陽電池の実現には高い環境安定性、高いエネルギー変換効率、機械的柔軟性を同時に満たす必要があり、従来の有機太陽電池では困難だった。
  
●今回開発された太陽電池は、2012年に理研創発分子機能研究グループが開発した新しい半導体ポリマーである「PNTz4T」を用い、逆型構造の有機太陽電池を厚さ約1μmの高分子材料であるパリレン基板上へ作製することで実現した。曲げたりつぶしたりしても動作する一方で、高いエネルギー変換効率、高い耐水性を両立させることに成功した。
  
  
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上図:薄型有機太陽電池の電流・電圧特性
  
●作製された薄型有機太陽電池は、ガラス支持基板から剥離した状態でも高いエネルギー変換効率(7.9%)を示した。同発表によると、これまでに報告された柔軟性の高い有機太陽電池の効率が4.2%で、2倍近い効率になったという。また約50%までつぶしても安定的に駆動し、高い機械的柔軟性を持つことも確認された。
  
  
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上図:薄型有機太陽電池の洗濯試験
  
●更に同デバイスは、高い耐水性が確認された。5分間水中に浸した後であっても、ほとんどエネルギー変換効率の低下がみられはい。また黒水性ペンでデバイス表面に染みを付けた際も、デバイスを洗剤液中にて浸漬・撹拌することによってデバイス表面の汚れを取り除き、素子性能の低下を引き起こすことなくエネルギー変換効率を初期値に戻すことが可能となっている。
 
(画像は理化学研究所 プレスリリースより)
  
  
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最終更新 2017年 9月 25日(月曜日) 09:36  

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