有機薄膜太陽電池(OPV)材料

有機薄膜太陽電池（OPV：Organic Photovoltaics）は、Tangにより有機薄膜太陽電池のプロトタイプが1986年に報告されています¹⁾。OPVの製造には、印刷法やロール・ツー・ロール法など、低コストで生産性の高い製造技術を用いることが可能です。OPVデバイスには通常、電子供与体（p型半導体）と電子受容体（n型半導体）を接合したバルクヘテロ接合（BHJ）が使われており²⁾、前者はπ共役系ポリマーや低分子半導体、後者は主にフラーレン誘導体が用いられています。効率の良いバルクヘテロ接合を作成するために、フラーレンの溶解度を改良したPCBMが用いられ³⁾、さらにPCBMに比べて高いLUMO準位を持つICBAを用いると高い解放電圧を与える傾向があります⁴⁾。C₆₀フラーレン誘導体に比べると、C₇₀体の方が光吸収効率に優れており、太陽電池効率は高くなる傾向があります⁵⁾。一方、p型半導体であるπ共役系ポリマーに電子不足の部位（アクセプター）を導入し、ドナー・アクセプター型（DA型）ポリマーとすることで、電荷移動に基づく長波長吸収が可能となります⁶⁾。π共役系ポリマーの原料に関しては、“高分子半導体ビルディングブロック”の製品カテゴリーページに掲載しています。