国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学大学院工学研究科の松尾 豊 教授、林 昊升 助教らの研究グループは、名城ナノカーボン株式会社（愛知県瀬戸市）と共同で、大量生産可能なカーボンナノチューブ注1）として国内で製造されるMEIJO eDIPSを用いて、インジウムスズ酸化物を用いない有機薄膜太陽電池を開発しました。
有機系太陽電池注2）の作製に必要な透明電極として一般に、希少元素であるインジウムを含むインジウムスズ酸化物が用いられます。本研究グループはこれまでにも海外（フィンランド）製の研究用途のカーボンナノチューブを透明電極として用いて有機系太陽電池を作製してきましたが、今回、国産で大量製造されているカーボンナノチューブを用いて、インジウムを含まない有機薄膜太陽電池を作製することに成功しました。カーボンナノチューブに正孔を注入することにより正孔捕集能を高め、4.9％の中程度のエネルギー変換効率を示す、有機薄膜太陽電池が作製されました。用いたカーボンナノチューブは、スプレー塗布により膜状に成形され、有機系太陽電池の大面積化や大量製造に有利です。本研究成果は、自然エネルギーの利用や豊かな情報技術社会の発展に寄与するものと期待されます。
この研究成果は、2022年3月9日付公益社団法人応用物理学会刊行雑誌「Applied Physics Express」オンライン版に掲載されました。
・国産の大量生産可能なカーボンナノチューブを、有機薄膜太陽電池の透明電極として用いた。
・用いられたカーボンナノチューブ透明電極は、スプレー塗布により作製されている。
・スプレー塗布は、有機系太陽電池の大面積化や大量製造に有利である。
・カーボンナノチューブに正孔を注入することにより、カーボンナノチューブの性能を高め、有機薄膜太陽電池としては中程度の4.9％のエネルギー変換効率を得た。
・ペロブスカイト太陽電池など、他の有機電子素子注3）での利用も可能であり、次世代太陽電池の実用化に寄与すると期待される。
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注1）カーボンナノチューブ：
炭素でできた直径1から2ナノメートルの筒状の材料。1ナノメートルは1ミリメートルの百万分の１（1/1,000,000）。フラーレン、グラフェンとともにナノカーボン材料のひとつとされる。
注2）有機系太陽電池：
有機半導体を発電層とする有機薄膜太陽電池や、ペロブスカイト材料を発電層とするペロブスカイト太陽電池がある。軽量、フレキシブルといった特徴がある。
注3）有機電子素子：
有機半導体を用いたエレクトロニクスデバイス。有機物は電気をたくさん通すわけではないので、有機半導体を薄膜にして構築される場合が多い。有機太陽電池、有機EL
素子、有機トランジスタ、有機イメージセンサ、有機フォトダイオードなどがある。
雑誌名：Applied Physics Express
論文タイトル：Scalable eDIPS-based single-walled carbon nanotube films for conductive transparent electrodes in organic solar cells
著者： Hao-Sheng Lin（名古屋大学助教）, Riku Hatomoto（名古屋大学学生）, Daisuke Miyata（名古屋大学学生）, Miftakhul Huda（名古屋大学特任助教）, Il Jeon（成均館大学校准教授）, Satoru Hashimoto（名城ナノカーボン株式会社）, Takeshi Hashimoto（名城ナノカーボン株式会社）, Yutaka Matsuo*（名古屋大学教授, *は責任著者）
DOI：10.35848/1882-0786/ac5c02
URL：https://iopscience.iop.org/article/10.35848/1882-0786/ac5c02
