太陽光発電の研究

次世代太陽電池の開発

（1）有機薄膜太陽電池の開発

有機薄膜太陽電池は、現在広く用いられているシリコン型の太陽電池に比べ、作製コストが安価で軽量である、大面積化が可能である、基板を選ぶことで柔軟性のあるセルを作成できる、といった利点がある。そのため、ウェアラブルバッテリーや、カラフルウィンドウなどへの応用が考えられ、身近なエネルギー源としての応用が期待されている。その一方で、変換効率が低い(単結晶シリコン：20%、有機薄膜：5%)、セルの寿命が短い(数時間～数日程度)といった問題があり、研究が待たれている分野である。橋本研究室ではナノ構造を用いた有機薄膜太陽電池の高効率化に関する研究を行っている。

● 液晶分子を利用したナノ構造の構築
● 新規フラーレン誘導体によるバッファ層の構築とその応用
● 無機ナノ構造の構築と光電変換素子への応用
● 有機薄膜太陽電池への応用に向けた導電性高分子の設計と合成
● ブロックコポリマーの自己組織化によるナノスケール相分離構造
● 架橋反応によるポリマー太陽電池の安定化

（2）生物太陽電池の開発

生物太陽電池とは、光合成生物による光エネルギー／電気エネルギー変換反応を利用した太陽電池である。例えば、光合成微生物であるシアノバクテリアを負極触媒とした電気化学セルを作成すると、光照射に応答した電流生成が観察される。生物を使うことの利点は自己再生能・自己増殖能（与えられたエネルギーの一部を利用して、触媒活性を自主的に維持・増強する能力）にあり、真にサステイナブルなエネルギープロセスの構築に繋がると期待される。一方、現在のエネルギー変換効率は低く（～ 0.1％）、生物学的・化学的研究課題が非常に多く残されている。橋本研では、様々な生物やシステムを用いた生物太陽電池の研究開発を行っている。

● モデルシアノバクテリアの光・電気エネルギー変換システムの分子生物学的解析
● 自然微生物群集を用いた生物太陽電池の構築
● 高活性光・電気エネルギー変換微生物のスクリーニング
● 植物・微生物共生系を利用した光・電気エネルギー変換

CEE Newsletter　No.3（2009.1）　掲載内容