Large-area Flexible Organic Solar Cell Using Vapor-grown Carbon Nanotubes Films

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フィンランドとの共同研究においては、研究代表者が2022年8月にエスコ・カウピネン教授の研究室に滞在し、大面積カーボンナノチューブ薄膜を作製し、それを用いて37 mm角の4直列セミモジュールを作製した。透明基板上にカーボンナノチューブをスプレー塗布して薄膜を形成し、それを有機系太陽電池の透明電極として用いる技術を確立した。有機薄膜太陽電池の透明電極に用い、比較的高い変換効率を得た。その成果を応用物理学会の速報誌に発表し、プレスリリース発表を行った「国産の大量生産可能なカーボンナノチューブを透明電極とした有機薄膜太陽電池を開発」https://www.nagoya-u.ac.jp/researchinfo/result/2022/03/post-226.html）。このプレスリリースの内容は、日本経済新聞でも紹介された。本研究により、国内で製造されている固体のカーボンナノチューブを用いて太陽電池用の透明電極を製造することができるようになった。また、半導体単層カーボンナノチューブを汎用的なホール輸送材料であるPEDOT:PSSに添加して，耐久性の高い有機薄膜太陽電池を作製することに成功した。PEDOT:PSSのホール輸送特性を強化するとともに、カーボンナノチューブの疎水性により有機発電層との密着性を改善し、プロトンが有機薄膜太陽電池の耐久性に及ぼす悪影響を改善した。PEDOT:PSSは広範な有機電子素子産業に用いられており、今回得られた成果は有機薄膜太陽電池だけでなく，他の有機電子素子にも応用できると考えられる。相対湿度40%，窒素ガス内，封止なし，評価は大気中で行い、2か月後でも約7割のPCEを維持した。学術論文にまとめ、応用物理学会の速報誌に公表した。