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薄さ1.8マイクロメートル 低コストで制作可能な世界最薄の太陽電池を開発

1 :TOY_BOx@みそしるφ ★ 2012/04/04(水) 02:08:54.64 ID:???

世界最薄・最軽量の膜状の有機太陽電池を、東京大の染谷隆夫教授(電子工学)らとオーストリアのヨハネス・ケプラー大の共同研究チームが開発した。厚さは1.8マイクロメートル(マイクロは100万分の1)で、髪の毛にも巻き付くほど薄くて軽い。

宇宙空間で電力供給源としての利用や、医療用機器の電源への応用が期待されるという。3日付の英科学誌ネイチャーコミュニケーションズ(電子版)に発表した。
 
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◇厚さわずか1.8マイクロメートル
研究チームは、厚さ1.4マイクロメートルの極薄プラスチックフィルムの基板に、有機半導体を溶かしたインクを均一に塗って太陽電池を作った。東大によると、これまで世界最薄の太陽電池は厚さ25マイクロメートルで、約14分の1の薄さになった。電池1グラム(0.25平方メートル)当たりの発電量は10ワット。住宅の屋根などに設置されている従来の太陽電池と比較すると、重量当たりで最大25倍の発電量がある。太陽エネルギーから電気への変換効率は4.2%と従来の10~20%よりは低いが、本体を折り曲げても電池は機能し、変換効率も低下しない。複雑な工程がなく、高価な機器も必要としないため低コストで作れることも特徴という。

研究チームメンバーの関谷毅東大准教授は「薄さと軽さで手軽に利用でき、太陽エネルギーを効率よく集められる。クリーンエネルギー普及の手助けになってほしい」と話した。


▽記事引用元 : 毎日新聞 2012年4月4日 1時00分
 http://mainichi.jp/select/science/news/20120404k0000m040145000c.html
Nature Communications Published 03 April 2012
Ultrathin and lightweight organic solar cells with high flexibility
 http://www.nature.com/ncomms/journal/v3/n4/full/ncomms1772.html




3 :名無しのひみつ 2012/04/04(水) 02:19:45.56 ID:2L7jBn9h

>厚さ1.4マイクロメートルの極薄プラスチックフィルムの基板に、
>有機半導体を溶かしたインクを均一に塗って太陽電池を作った。

作るのは簡単そう?


4 :名無しのひみつ 2012/04/04(水) 02:21:24.98 ID:lVYLf1pP

PET じゃ Ag 電極の寿命がえらく短そうだな。


6 :名無しのひみつ 2012/04/04(水) 02:34:30.54 ID:qyWA87kk

車のボディーにやっと付けれるんじゃね?
今まで重さがネックだったから


7 :名無しのひみつ 2012/04/04(水) 02:51:16.39 ID:QrtZ3/Qw

>厚さ1.4マイクロメートルの極薄プラスチックフィルムの基板に、
>有機半導体を溶かしたインクを均一に塗って太陽電池を作った。

フジ辺りが量産までこぎつけないかな…


8 :名無しのひみつ 2012/04/04(水) 02:51:24.85 ID:eRwo/Wdi

メリットばかり強調してデメリットは最初報告しません。

「実用にはもう少し研究費用も必要です。」
-東京大学-

嘘つきで税金大好きだから気をつけてください。


9 :名無しのひみつ 2012/04/04(水) 02:58:35.32 ID:ZxiQKpxy

世界最薄だけを見て、あれのことかと思いましたよ。


10 :名無しのひみつ 2012/04/04(水) 03:00:42.05 ID:LKl4kzop

三菱ケミカルホールディングスがもうじき売りだすのはどうなった?


11 :名無しのひみつ 2012/04/04(水) 04:10:58.24 ID:Vt164vMl

ガラスに貼れると、窓は全部これになったら助かるな。


15 :名無しのひみつ 2012/04/04(水) 04:56:48.21 ID:FIdzFMC/

発電効率が低いようだから面積をでかくしないと相殺できない。
狭い日本ででかいスペースがあるかどうか。


16 :名無しのひみつ 2012/04/04(水) 08:12:52.75 ID:iQDkymW1

建物の外壁や道路、そう言ったものに使えないのかな?


18 :名無しのひみつ 2012/04/04(水) 08:49:24.93 ID:ca+smebM

丸めたビニールを敷くだけだから設置費用が安くなりそう


19 :名無しのひみつ 2012/04/04(水) 09:01:25.32 ID:8S8FJe6L

プラスチックとか使ってたら先にそこが紫外線でやられそうだ。


20 :名無しのひみつ 2012/04/04(水) 09:29:37.18 ID:j43rIFgS

カテーテルの表面にセンサーの人だな
こんどは電力も自己供給か
これで皮下埋め込み型のフルタイム生体モニターが可能になるな
既に発光デバイスもフィルム化してるから、外と光通信でリンクできる
58 :名無しのひみつ 2012/04/07(土) 13:07:20.13 ID:gWbJr473

>>20
すごいね、それは
埋め込み型MRIとかできるの?




22 :名無しのひみつ 2012/04/04(水) 09:52:50.41 ID:n38veGta

太陽光って結局さ、面積辺りの発電効率が全てなんだから、薄さなんて大して関係ねえよ。
>>1にもあるとおり、宇宙に持っていきやすくなった位なもんだろ。
23 :名無しのひみつ 2012/04/04(水) 10:20:49.29 ID:Ibupamau

>>22
重量は最終的な製品価格に結構効いてくる。
架台とか設置費用とか。
さらに、重量のせいで設置場所も限られてくる

「最終製品価格が安く、かつ設置し易い」
って利点は、効率が低めでも充分に有意義。


結晶Si太陽電池 → 大規模 発電向け
プリンタブル太陽電池(>>1) → 小中規模の発電向け (エネルギーハーベスティングとか)
というように、
ある程度の棲み分けが出来ると思うよ。
24 :名無しのひみつ 2012/04/04(水) 11:05:59.54 ID:oFfGzNYF

>>22
面積当たりの発電効率なんてのは、コスト当たりの発電効率よりも意味が無い
地球上に無駄な土地がなくなるほど開発が進んでからなら意味も出るが、
日本ですら太陽光利用に使ってない土地が大量にある
道路の上や全ての人工物の壁で発電して、貼る場所が無くなってから面積当たりを気にしよう
自宅の屋根で自給自足などの限られた場所を最大限に使うなどなら面積当たりは重要だが


25 :名無しのひみつ 2012/04/04(水) 11:25:03.76 ID:fD4PrUC3

共同研究相手の大学の名前がかっこいいな
ちょっとうらやましい


27 :名無しのひみつ 2012/04/04(水) 14:44:24.76 ID:RuRUJYI6

>本体を折り曲げても電池は機能し、変換効率も低下しない
なんでこれスルーして語る人が多いの


29 :名無しのひみつ 2012/04/04(水) 19:38:10.75 ID:RQzPBjD1

面積が問題とか言ってる人もいるけど、折り曲げokならこの手が有効だろ


 >

 > ←
<  ← 太陽光
 > ←
33 :名無しのひみつ 2012/04/04(水) 23:28:05.80 ID:gnRswC1s

>>29
お前の理論が正しいとしたら、
ギザギザなんかにしないで太陽光に垂直に立てるだけで
面積あたりの発電量は無限大になるな


――  ← 太陽光
45 :名無しのひみつ 2012/04/05(木) 21:42:39.08 ID:WGZhPFxP

>>33
高効率な太陽電池は>>29みたいな構造をミクロに作りこんであるらしいよ
表面積が稼げるのと、光が反射しながらギザギザの奥に吸収されて
外に出て行かないのが良いらしい
48 :名無しのひみつ 2012/04/05(木) 22:38:13.00 ID:SL0OfuvM

>>45
凸凹テクスチャーは反射率低減のためであって
表面積増大は目的じゃない

当たり前の話だが、ギザギザで表面積を稼いでも
モジュール全体へ入射する太陽光強度は増えない
34 :名無しのひみつ 2012/04/05(木) 00:10:53.22 ID:WpHoZgPo

>>29 は多分間違った意味で書いているけど
表面に微細構造を作って反射を無くしてしまう(吸収率ほぼ100%にする)ことが、実際にできる。
できるというより太陽電池効率化の最後の手段なので、たぶん将来の太陽電池は全てそうなる
39 :名無しのひみつ 2012/04/05(木) 15:18:40.69 ID:Y8WM+bVV

>>34
とくに有機系の太陽電池は
吸光係数が低い⇔電気抵抗が高い
のトレードオフで苦しんでいたからね。
薄くすれば光を十分吸収できず、厚くすれば電流を取り出せない。
>>29のような構造で薄くても光を吸収するようにする(斜めに光が入る)ことで
実用上の高効率化にもつながるかも。
46 :名無しのひみつ 2012/04/05(木) 21:52:36.14 ID:7REkEWHe

>>39
コストが上がって有機系のメリットがなくなりそうな悪寒
31 :名無しのひみつ 2012/04/04(水) 20:24:31.13 ID:RuRUJYI6

>>29
こんなに薄いなら重ねるとかできないのかね
普通に透過してそうなんだが


35 :名無しのひみつ 2012/04/05(木) 00:55:03.11 ID:3EaXBMTj

多層膜の塗布などについては、磁気テープのメーカーや
特に写真フィルムのメーカーが長年積み上げたノウハウを
持っている。ところが彼らの商品である磁気テープや
写真感光剤フィルムの需要はどん底であるから、そのような
オーバーエンジニアリングの技術を、有機太陽電池の製造
などに転用して活用して欲しいものだね。


36 :名無しのひみつ 2012/04/05(木) 03:55:06.84 ID:bx85MzXy

1.8μmくらいじゃ驚かなくなってることに驚いた


37 :名無しのひみつ 2012/04/05(木) 09:58:36.41 ID:3EaXBMTj

宇宙空間で巨大な帆を折りたたんで持ち込んで広げればワンダフルだよ。
38 :名無しのひみつ 2012/04/05(木) 13:41:17.41 ID:zhe1DGKI

>>37
第二の月か
胸が熱くなるな


これ建築物の壁に貼り付けたら効率悪くても面積でカバーできるからいい感じなのかな


40 :名無しのひみつ 2012/04/05(木) 17:51:43.82 ID:bwcHgKj1

これで服つくれば、歩く発電機完成w





41 :名無しのひみつ 2012/04/05(木) 18:00:20.86 ID:tKrCdLGQ

これだけ薄ければ窓ガラスに使えそうだから
車とかいいかもしれない
内側から貼れば劣化も少ないだろうし


42 :名無しのひみつ 2012/04/05(木) 18:34:04.99 ID:rpP1AJbd

重量当たりうんぬん言っても、

> 電気への変換効率は4.2%と従来の10~20%よりは低い

ここがネックだろうね、普及するかどうかは。

というか、太陽光発電は小規模しか使われないのではないか?
メジャーな発電として頼るのは現状の技術では無理なレベル。
43 :名無しのひみつ 2012/04/05(木) 19:15:08.04 ID:ylgyrxIf

>>42
変換効率よりは
ワットコストの方が重要だよ

「メガソーラーか、家の屋根に置いてある黒いパネル」
だけが市場と思ってるのなら、視野が狭すぎる。
44 :名無しのひみつ 2012/04/05(木) 21:25:28.83 ID:UtORRrgR

>>43
屋根じゃなくて窓にスダレのように設置できる安い太陽電池が欲しいわ。
15V↑あたりで車載バッテリーに充電できれば、激しく安い軽自動車の
バッテリーとゴミみたいな価格の車用ACインバータ付ければ応用するのは
比較的簡単なんだよね。リチウムイオンバッテリーとか高すぎて話にならない。

太陽電池で一番の問題はパネルよりインバータだろう、長くもって10年、
速いと1年で交換だ。恐ろしく消耗品


54 :名無しのひみつ 2012/04/05(木) 23:55:28.73 ID:R6Przz1a

透過性能次第では何層にも積みかせネられるのかな?


55 :名無しのひみつ 2012/04/06(金) 00:46:39.83 ID:lVKWHyyX

簡単で低コストと言いつつ有機半導体がイレブンナイン以上のアホみたいな高純度化が必要というオチかな


57 :名無しのひみつ 2012/04/06(金) 12:01:47.84 ID:Rb+kM5rS

これのメリットは
量産体制が作りやすくてすぐに安くなりそうってことと
扱いが簡単だから発電効率が落ちたら素人でも交換できることな気がする

今みたいに一度設置したら「壊れないでくれ~」って祈る必要がない
効率が落ちた部分だけ張り替える感じでいける


59 :名無しのひみつ 2012/04/07(土) 13:24:23.45 ID:jP/D3Ab3

MRIというのはものすごい強磁場で原子核を共鳴させる技術だから、
こういう弱電デバイスにはあまり役割が無い。壊れてしまう。
磁場を与える側も、マイクロ波を検出する側も、外に置いた装置でする事だ。

が、たとえば常温超伝導体ができたとすれば、こうした方法でフィルム状のSQUIDを作り、
それを体内に埋め込んで、生体活動、とくに脳などの超精密な磁気モニターが可能になるかもしれない。
現在は、どう小さくしても部屋いっぱいの機械の山に人間を固定しないとまともに測れない。
それでは活き活きと活動している人間の事はなにもわからない。

もし、そうした埋め込み型の各種ワイヤレスセンサーが可能になると、
激しいスポーツの最中とか、極限の集中力で何かしている人間の体内で
どういう現象が起きているか、逐一見えるようになる。それは間違いなく医学の革命になる。


61 :名無しのひみつ 2012/04/07(土) 13:59:09.16 ID:zryXeZWm

屋根にループ状の太陽電池として作って、
プリンターが劣化した端から洗浄、印刷し直しなら面白いな。


63 :名無しのひみつ 2012/04/07(土) 14:33:21.87 ID:DQab6nrV

ビルの壁面板の表面をこれでコーティングすれば、かなりの発電量になりそうだな。
あとこんだけウスウスなら積層して多段にすれば、みかけの発電効率がかなり高くなるんじゃないかな?



64 :名無しのひみつ 2012/04/07(土) 16:59:37.93 ID:ISdhT4af

屋根全面に瓦がわりに座布団くらいのを敷き詰めて
発電効率が落ちたらユニット毎に交換すれば
屋根の塗り替え要らずで発電効率も維持出来るよね?

お値段次第といったらそうなんだが
65 :名無しのひみつ 2012/04/07(土) 17:24:37.58 ID:ZCtUL7E+

>>64
作られてるが二つ問題があるらしい
配線箇所が多い事での工事費の増大と、
屋根材になるので固定資産税の評価額に入ってしまい、採算が取れなくなる
特にこの税制のために架台や配線まで作り込んで、太陽光パネルを設置しないまま完成として
後からパネル設置する工法が標準的になってしまった


66 :名無しのひみつ 2012/04/07(土) 17:39:01.97 ID:0jjwn0gk

朝起きたら太陽電池が髪の毛に巻きついちゃってて遅刻しました!><


68 :名無しのひみつ 2012/04/07(土) 18:46:16.11 ID:I9YM17Y/

これって屋根より壁だろ、
ブラインド方式の雛形が作れれば、もう屋根式とか敵じゃない。





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