大阪大学産業科学研究所の家裕隆准教授らの研究グループは、ドイツマックスプランク高分子研究所のBlom教授らと共にアモルファス特性を持つ有機薄膜太陽電池材料の高性能化に成功しました。 （図1）

これまで結晶性の太陽電池材料が高性能化に有利と考えられていましたが、アモルファス材料でも高性能化に道筋がつけられたことから、簡便に成膜 ができるなどの特徴を活かした太陽電池素子の構築が期待されます。

本研究成果は、ドイツ科学誌「Advanced Energy Materials」に、1月23日（火）午前8時（日本時間）に公開されました。

図1　本研究で開発したアモルファスポリマー、使用した素子構造、太陽電池特性、および、薄膜特性

これまで、太陽電池は、結晶性ポリマーの太陽電池材料を用いることで10%を超える光電変換効率が得られることが知られていました。

これは太陽電池の薄膜活性層 での効率的な正孔 と電子の移動に有利であるためです。

これに対して家准教授らの研究グループでは、ドイツマックスプランク高分子研究所のBlom教授とともにアモルファスポリマーにおいても高移動度化により太陽電池の高性能化が可能になるのではないかと考え材料開発を展開しました。その結果、光電変換効率が9%を超える太陽電池素子の作製に成功しました。

今回開発したアモルファスポリマー材料を用いると結晶性ポリマー材料よりも簡単に、再現性 の高い薄膜を作製することができます。本研究成果により、有機薄膜太陽電池作製法が簡便化されることが期待されます。また大面積化の太陽電池の作製もこれまでより容易になることが期待されます。

本研究成果は、2018年1月23日（火）0時（中央ヨーロッパ時間）〔1月23日（火）午前8時（日本時間）〕にドイツ科学誌「Advanced Energy Materials」（オンライン）に掲載されました。

タイトル：“Enhanced Photovoltaic Performance of Amorphous DonorAcceptor Copolymers Based on Fluorine-Substituted Benzodioxocyclohexene-Annelated Thiophene”

著者名：Yutaka Ie, ^* Koki Morikawa, Wojciech Zajazkowski, Wojciech Pisula, Naresh B. Kotadiya, Gert-Jan A. H. Wetzelaer, ^* Paul W. M. Blom, ^* and Yoshio Aso ^*

これまでアモルファスポリマーで8％を超える光電変換効率を得ることに苦労していました。しかし、今回のBlom教授との共同研究でデバイス駆動の詳細を検討し、そこから導かれた分子設計を用いることで、9%を超える性能まで向上させることに成功しました。