ペロブスカイト太陽電池/光電変換素子の最新開発動向と産業化の展望

~ペロブスカイト太陽電池の高効率化・高耐久化の最先端情報と今後の展望~
~ペロブスカイト素子の優位性や応用の可能性~

溶液塗布による低コスト生産や軽量・フレキシブルなどの特徴を有し、次世代太陽電池として期待されるペロブスカイト太陽電池。
同電池の基礎、高効率化・高耐久化技術を含めた開発動向、実用化の展望、屋内IoT機器用発電や光センシングなど応用が広がるペロブスカイト素子の優位性や応用の可能性、今後の課題・市場規模の可能性などについて詳しく解説します。


【会場受講】 2022年11月25日(金) 13:00~16:30
【Live配信】 2022年11月25日(金) 13:00~16:30
【アーカイブ】 2022年12月6日(火) から配信開始予定(視聴期間:配信後10日間)

セミナー趣旨

 ペロブスカイト材料を用いる光電変換素子のエネルギー変換効率は、単結晶Si太陽電池と同等の25%以上、Siとのタンデムセルでは30%に達している。溶液塗布(印刷法)を使った低コスト生産によって軽量でフレキシブルな大面積素子の製作も可能となる。産業では太陽光発電用としてのみならず屋内IoT機器用の光発電素子への実装も始まり、屋内照明に対する効率は34%と極めて高い。半導体としてのペロブスカイトの優れた光物性は発光素子(LED)、光センシング素子、X線検出素子なども含めて産業の応用が広がりつつある。
 本講演では、大面積フレキシブルペロブスカイト太陽電池の開発例について実機を示して紹介しながら、高効率化の方法と実用化の課題である耐久性を高める技術を含めた開発動向を解説する。

受講対象・レベル

パワーデバイス(光電変換素子)、エネルギーハーベストに関心のある、あるいは開発に携わる方、市場調査をされる方

習得できる知識

・ペロブスカイト太陽電池がなぜ高効率を達成できるのか?その原理的根拠を知る
・ペロブスカイト半導体がほかの半導体に比べて持つ優位点とその根拠
・鉛がペロブスカイト材料に必要なのか? ペロブスカイト以外の材料は可能なのか?
・ペロブスカイト太陽電池の実用化が向かう方向

ペロブスカイト太陽電池の高効率化と高耐久化の現状について最先端の情報を提供します。またペロブスカイト素子の開発が、既存のシリコン太陽電池との競争においてどのような優位性が有るか、また、光エレクトロニクスの分野を含めて他にどのような応用が可能かを紹介します。

セミナープログラム

1.ペロブスカイト光発電素子の原理と特徴
 1.1 有機無機ハロゲン化ペロブスカイト結晶とその薄膜の光物性
 1.2 セル構造と発電の基本原理
 
2.ペロブスカイト結晶層の製膜方法
 2.1 溶液塗布による薄膜形成法
 2.2 結晶層を緻密・平坦化、欠陥を減らす製膜法
 
3.光電変換素子(太陽電池)の高電圧・高効率化
 3.1 高効率化につなげるための結晶膜の構造
 3.2 高い電圧の取り出しが可能な材料作製
 3.3 粒子の界面(grain boundary)がもたらす不効率化の抑制
 
4.屋内IoTへの応用に向けた軽量フレキシブル素子の開発
 4.1 SnO2含めた電子輸送層の低温製膜法
 4.2 大面積の軽量プラスチックフィルム型素子の開発
 
5.ペロブスカイト材料の耐久性の改善
 5.1 耐熱性向上のためのオール無機ペロブスカイト組成
 5.2 塗布型の正孔輸送材料の改良
 
6. 環境安定性の確保に向けた対策
 6.1 鉛を用いないペロブスカイトの合成と高効率化
 6.2 鉛ペロブスカイトの環境インパクトに関して
 
7.今後の課題と市場規模の可能性

 □質疑応答/名刺交換(会場受講のみ)□

セミナー講師

桐蔭横浜大学 医用工学部 特任教授 工学博士 宮坂 力 氏
専門:光電気化学、ペロブスカイト光電変換素子の研究開発
1981年東京大学大学院工学系研究科博士課程修了(工学博士)。
富士写真フイルム株式会社足柄研究所主任研究員を経て2001年より現職。この間に大学院工学研究科長、研究推進部長。2005年~2010年に東京大学大学院総合文化研究科教授を兼務。2004年にペクセル・テクノロジーズ株式会社を設立、代表取締役。2017年より東京大学先端科学技術研究センター・フェロー。2020年より早稲田大学先進理工学研究科客員教授。専門は光電気化学、色素増感太陽電池、ペロブスカイトを用いる太陽電池ならびに光検出素子の開発。JAXA宇宙探査ハブ共同研究プロジェクトリーダー。受賞は、クラリベイト・アナリティクス引用栄誉賞(2017年)、日本化学会賞(2017年)、応用物理学会業績賞(2019年)、電気化学会名誉フェロー(2020年)、市村学術賞(2020年)、英国RANK賞(2021年)など。

セミナー受講料

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