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“スプレー式太陽電池”、実用化の可能性が高まる

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“スプレー式太陽電池”、実用化の可能性が高まる

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溶液を基板に噴射しているイメージ 出典:University of Toronto

IBM Canadaの研究センターは、あらゆる物の表面に噴霧可能な“スプレー式”太陽電池の開発に取り組んでおり
コロイド状の量子ドットを1成分とするスプレー式太陽電池を実用化できる可能性が出てきたと報じられています。



IBMの社員で、博士研究員としてトロント大学のTed Sargent教授のグループで同技術の研究に取り組む
Illlan Kramer氏は、「具体的には公表できないが、スプレー式太陽電池の成分はコロイド状の量子ドットである」と
述べています。

Kramer氏は、「コロイド状の量子ドットは、溶液相で浮遊する半導体ナノ粒子である。
ナノ粒子は非常に小さいため肉眼で見ることはできないが、ナノ粒子を含む溶液はインクのように黒くなる。
フィルムにインクを塗布する方法は、インクジェットプリント方式やスロットダイ方式、スプレー方式など、
さまざまな方式がある。われわれは、インク溶液とスプレーの液滴サイズの両方を調節して、
噴霧された溶液が基板に到達するまでにコロイド状量子ドットが“ほぼ乾く”組み合わせにたどりついた」
と説明しています。

量子ドットは、より明るいLEDや太陽電池を組み込んだスマートウィンドウなどへの活用が進んでいます。
IBM CanadaのResearch and Development Centreとトロント大学は、
量子ドットを利用したスプレー式太陽電池を今世紀中に実現できる見通しが立った」と述べているとの事。
Kramer氏はALD(原子層蒸着技術)をもじって、同技術を「sprayLD」と呼んでいるそうです。

Kramer氏は、「平らなガラス基板やフレキシブルなプラスチック基板、半球状のガラス基板に溶液を噴霧したところ、
これら3種類の基板全てが太陽電池として機能した。平らなガラス基板は、比較のために用意した、
バッチ処理で形成した基板とほぼ同等に機能した。だが、実際に製造するとなれば、
フレキシブル基板や半球状基板の方が実現の可能性が高い。
フレキシブル基板の場合、新聞印刷機のような方法で溶液を噴霧して、基板をロール状に丸めることもできる。
半球状基板は、飛行機の翼や車のフェンダーのように平らではない面にスプレー式太陽電池
適用するための概念実証として有効である」と説明しています。

変換効率については、最高で8.1%を実現したとの事。
ただし、Kramer氏は「市場で販売するために10%を目指す」としているそうです。


近年LEDやディスプレイでの応用が活発になっている量子ドットですが、
太陽電池などのデバイスへの展開も期待できそうです。

太陽電池向けの量子ドットは富士フイルムと京都大学も開発に取り組んでいます。
>富士フイルム・京大、太陽電池向け量子ドット薄膜開発-電気伝導度10倍に

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