东芝试制模块效率达到7.7％有机薄膜太阳能电池

　　东芝试制出了有机薄膜太阳能电池，5cm见方子模块的能源转换效率达到了7.7％。该成果在日本“2012年 秋季 第73届应用物理学会学术演讲会”上公布。在测量方法等已经标准化的OPV模块的转换效率排名中，此前住友化学的5.2％为全球最高，而此次东芝的试制品大幅超过了住友化学的模块。在连0.1个百分点都要竞争的太阳能电池技术的世界中，2.5个百分点换算成按输出功率计算相当于提高了约5成，可以说令人震惊。东芝试制品的单元转换效率也达到了9.2％，直逼目前公布的全球最高值——三菱化学的10.0％。

　　东芝制造的OPV的特点是，在薄膜形成上采用了名为“弯液面（Meniscus）*印刷法”的自主涂布技术（图1）。东芝研发中心首席技术官细矢雅弘介绍说，“借用了公司有机EL开发上的技术”。
 

　　
 

　　图1：利用自主开发的无版印刷法，省去了均匀膜和激光刻划而实现

　　东芝自主开发的“弯液面印刷法”的概要。利用基于表面张力的溶液聚集（弯液面）涂布墨水。特点是无需薄膜的高均匀性以及用来切削出沟槽的刻划工序。

       *弯液面：＝将液体倒入烧杯等容器中时，因液体的表面张力以及与容器接触的阻力的影响，液体表面液面呈凹型或和凸型的现象。

　　另一个特点是，转换效率提高得非常快（图2）。细矢介绍道：“应用物理学会的演讲草稿中介绍子模块的转换效率为6.2％，而到正式发布时仅过了3个月左右，到正式发布时，就提高到了7.7％。”（细矢）。这主要得益于用自主开发的p型有机半导体材料使光吸收带实现了长波长化，以及将n型材料的富勒烯衍生物的高纯度化等。东芝已开始制作20cm见方的子模块，据称可获得与5cm见方模块基本相同的转换效率。

　　
 

　　图2：不到两年的时间东芝制作的OPV模块的能量转换模块效率就跃居世界顶级水平

　　有机薄膜太阳能电池的转换效率走势。世界的数据是在学术杂志《Progress in Photovoltaics》的“Solar cell efficiency tables”上刊登的值。东芝的数据包括该公司自主测量的值。（图根据东芝的资料制作）

        细矢还说：“在耐久性试验中，该电池获得了与薄膜硅太阳能电池基本相同的结果。我们希望能计划尽快制作出效率为10%的30cm见方模块并实现实用化。”（细矢）。