第1章 発電原理と基礎構造、課題の抽出

第1節 有機薄膜太陽電池の原理と動作機構

• はじめに
• 1. 有機薄膜太陽電池の原理
• 2. 有機薄膜太陽電池の動作機構
• 3. 有機薄膜太陽電池のセル構造
  • 3.1 ショットキー接合素子 (Calvinセル)
  • 3.2 有機pn-ヘテロ接合素子 (Tangセル)
  • 3.3 有機バルクへテロ接合素子 (saritiftciセル)
  • 3.4 超階層ナノ構造接合素子
  • 3.5 ハイブリッド素子
  • 3.6 タンデム型素子
• 4. 有機薄膜太陽電池の可能性と課題

第2節 有機薄膜太陽電池の動作機構と光合成モデルの応用

• はじめに
• 1. 光合成系各要素モデル
• おわりに

第2章 国内外の研究開発競争と市場動向

第1節 有機薄膜太陽電池の開発動向と市場ニーズ

• はじめに
• 1. 有機薄膜太陽電池開発動向
• 2. 変換型有機半導体の特性
• 3. 塗布変換型有機太陽電池の特徴
• 4. 有機太陽電池高性能化へのマイルストーン、実用化のロードマップ
• 5. 有機薄膜太陽電池の市場ニーズと将来展望
• おわりに

第2節 研究関連分野の広がりと協力体制の構築

• 1. なぜ重要か
• 2. 有機太陽電池の現状・課題
• 3. 世界の情勢
• 4. 研究の広がり
• 5. 協力体制の構築

第3章 高効率化のための新規材料の設計と合成

第1節 高効率化のための材料設計

• はじめに
• 1. 入射光の吸収
• 2. 電荷分離
• 3. 電荷輸送
• 4. 電荷収集
• おわりに

第2節 高分子系有機薄膜太陽電池材料の開発

• はじめに
• 1. 高分子材料と低分子材料との比較
• 2. 高分子系有機薄膜太陽電池の変換効率の変遷
• 3. 高分子材料を用いた有機薄膜太陽電池の構成
• 4. 電極に高分子材料を用いた有機薄膜太陽電池
• 5. バッファー層に用いている高分子材料
• 6. p型半導体として有機薄膜太陽電池に用いられている高分子材料とその変換効率
• 7. 高分子材料の特徴
• 8. 高分子材料の設計と合成法
• 9. 現段階で有望な高分子材料
• 10. 有機薄膜太陽電池素子の作製法
• 11. 高分子系有機薄膜太陽電池のモルフォロジー
• 12. 有機薄膜太陽電池の単セル構造とタンデム構造
  • 12.1 単セル素子
  • 12.2 タンデム素子
• 13. 印刷による高分子系有機薄膜太陽電池の作製
• 14. フレキシブル太陽電池の作製
• おわりに

第3節 低分子有機半導体材料の開発

• はじめに
• 1. 低分子有機半導体のエネルギー準位
• 2. 低分子有機半導体の薄膜太陽電池の効率
• 3. 塗布型低分子有機半導体材料の開発
  • 3.1 可溶性有機半導体材料
  • 3.2 ベンゾポルフィリン類とフタロシアニン類の可溶性前駆体
  • 3.3 熱によりアセンに変換可能な可溶前駆体と光による変換
  • 3.4 オリゴチオフェンの可溶性前駆体
• おわりに

第4節 有機半導体の超高純度化による高効率セルと1000時間動作テスト

• はじめに
• 1. p-i-n接合セル
• 2. ナノ構造制御
• 3. 有機半導体の超高純度化
• 4. 長期動作テストと大面積セル
• 5. まとめ

第5節 有機・無機複合材料による高効率化と長寿命化

• はじめに
• 1. 電子移動設計指針
• 2. 天然の光合成反応中心を凌駕する電荷分離エネルギー
• および寿命を有するドナー・アクセプター2分子系
• 3. 人工光合成型太陽電池
• 4. 超分子型有機太陽電池

第4章 有機薄膜太陽電池の素子構造と効率向上の機構

第1節 有機薄膜太陽電池における素子構造と効率向上

• はじめに
• 1. 素子の作製法とバルクへテロ接合の効果
• 2. 共蒸着比の素子特性への影響
• 3. バルクへテロ接合に代わる新構造の開発
• 4. 有機薄膜太陽電池における素子構造の重要性
• おわりに

第2節 有機薄膜太陽電池のVOC向上機構

• はじめに
• 1. Vocの発現機構の解明
• 2. Jscが向上するエネルギー準位の検討
• 3. 最大効率をとるための電流と電圧のマッチング
• おわりに

第3節 高分子系有機薄膜太陽電池の開発

• はじめに
• 1. 高分子系有機薄膜太陽電池の発電原理
• 2. 高分子系有機薄膜太陽電池の高効率化改善事例
  • 2.1 短絡電流密度の改善
  • 2.2 開放電圧の改善
  • 2.3 フィルファクターの改善
• 3. 他方式の太陽電池との比較
• 4. 実用化への課題
• おわりに

第4節 電子輸送層導入による高効率化

• 1. 電子輸送層の必要性
• 2. ショットキー障壁
• 3. 電子輸送層としてのTiOX
• 4. TiOXの効果
• 5. オプティカルスペーサーとしてのTiOX
• 6. TiOX挿入による素子の安定化効果
• おわりに

第5節 タンデム構造による高効率化

• はじめに
• 1. タンデム型有機薄膜太陽電池の設計
  • 1.1 電流バランス設計
  • 1.2 接合層設計
• 2. タンデム型有機薄膜太陽電池の構造および作製方法
  • 2.1 蒸着法によるタンデムセル
  • 2.2 塗布法によるタンデムセル
• おわりに

第5章 自己組織化・分子配列制御と薄膜形成技術

第1節 自己組織化によるナノ構造導入

• はじめに
• 1. ドナー/アクセプターの共有結合
• 2. 共役系ブロックコポリマーを用いたナノ構造制御
• 3. 架橋反応を用いた構造の安定化
• 4. 界面における自己組織化によるバッファ層形成
• 5. その他の相互作用
• おわりに

第2節 塗布法による高効率有機薄膜太陽電池の作製

• はじめに
• 1. 塗布法による薄膜形成法
• 2. 有機ヘテロ接合とバルクヘテロ接合
• 3. 相互浸透型ヘテロ接合
• 4. スプレー法による有機薄膜の作成例
• おわりに

第3節 交互積層法による界面設計と光電変換の向上

• はじめに
• 1. 有機薄膜太陽電池における界面の重要性
• 2. 交互積層法による界面設計方法・技術
  • 2.1 超薄膜によるナノ構造の構築
  • 2.2 交互積層超薄膜の作製方法
  • 2.3 交互吸着可能な光・電子機能材料
• 3. 効率向上の機構
  • 3.1 低温熱変換による高移動度PPV膜
  • 3.2 電荷分離界面の設計
  • 3.3 ナノ精度での膜厚の最適化
• 4. 課題
• おわりに

第4節 ESDUS法による薄膜作成技術

• 序論
• 1. ESDUS法の特徴
  • 1.1 製膜プロセス
  • 1.2 超希薄溶液からの製膜
  • 1.3 高分子ピクセル塗り分け
• 2. ESDUS法による高分子デバイスの作製と素子特性 (高分子有機EL)
• 3. pn接合型太陽電池
• おわりに

第5節 摩擦転写法による分子配列制御

• はじめに
• 1. 摩擦転写法
• 2. 配向誘起層としての摩擦転写膜
• 3. 摩擦転写膜の機能
• おわりに

第6章 有機薄膜/電極界面制御と電極作製

第1節 有機/無機界面制御による高効率化

• はじめに
• 1. FTO/ZnS電極の準備とFTO/ZnS/PCBM:P3HT/PEDOT:PSS/Au素子の組立て
• 2. 電流電圧測定と交流インピーダンス測定の概略
• 3. ZnS/PCBM:P3HT界面の修飾による光I-V特性の変化
• 4. 交流インピーダンス測定によるZnS/PCBM:P3HT界面修飾素子の電気的パラメータの解析
• おわりに

第2節 有機/無機界面の物性評価

• はじめに
• 1. 紫外光電子分光法による有機/無機界面の電子状態評価
• 2. BCP/金属界面の電子構造と太陽電池特性との相関
  • 2.1 紫外光電子分光法によるBCP/金属界面の電子状態評価
  • 2.2 BCP/金属接合界面の電子状態と太陽電池特性の相関
• おわりに

第7章 製造技術と印刷法

第1節 製造装置・製造技術の開発

• はじめに
• 1. 有機薄膜太陽電池の構造
• 2. 有機薄膜太陽電池の製造工程
• 3. 有機薄膜太陽電池の装置構成
• 4. 基板の平坦化および洗浄技術
• 5. 前処理
• 6. 低分子有機材料の成膜
  • 6.1 真空度
  • 6.2 有機材料の蒸着特性
  • 6.3 蒸発源
  • 6.4 蒸着レートコントロールと安定化
  • 6.5 共蒸着
  • 6.6 膜厚分布
• 7. 金属電極材料の成膜
  • 7.1 金属電極材料
  • 7.2 成膜方法
  • 7.3 アルカリ金属の成膜
  • 7.4 透明電極膜の成膜
• 8. 蒸着マスク・パターニング
• 9. 封止
• 10. 量産製造装置
• おわりに

第2節 Materials and technologies for Roll-to-Roll manufacturing of organic solar cells (英文)

• 1. Introduction
• 2. Technology
• 3. Advances in Materials and Device Efficiency
• 4. Production Technologies for organic solar cells
  • 4.1 Production of Solar Cells by Coating Techniques
  • 4.2 Production of Solar Cells by Printing Techniques
• 5. Applications
• 6. Summary

第8章 耐久性向上

第1節 性能劣化機構と課題

• はじめに
• 1. セルの作製と評価方法
• 2. 連続光照射下でのセルの劣化
• 3. 大気中暗所保存したときのセルの劣化
• まとめ

第2節 有機構造の安定化方法

• はじめに
• 1. 有機アロイ膜による多結晶化の抑制と膜構造の安定化
• 2. 自己組織化単分子膜 (SAM) による膜構造の安定化
• まとめ

第3節 フレキシブル基板の開発と実用化

• はじめに
• 1. フレキシブル太陽電池の開発動向
• 2. フレキシブル基板に要求される性能
• おわりに

第4節 耐久性を高める封止・接着技術 ～有機ELでの技術応用～

• 緒言
• 1. 有機EL素子の封止・接着技術
  • 1.1 有機ELディスプレイの構造
  • 1.2 封止材・接着剤の要求特性
  • 1.3 封止材・接着剤に必要な特性とそのポイント
    • 1.3.1 封止材の速硬化性
    • 1.3.2 封止材の高接着性
    • 1.3.3 封止材の低透湿性
    • 1.3.4 封止材の低アウトガス性
  • 1.4 大型有機ELディスプレイ・大型有機EL照明用途への適応
• 2. 有機薄膜太陽電池への応用
  • 2.1 有機薄膜太陽電池の構造
    • 2.1.1 薄膜型太陽電池の構造因子
    • 2.1.2 色素増感型太陽電池の構造因子
  • 2.2 封止材・接着剤の要求特性
  • 2.3 封止材・接着剤に必要な特性と注意事項
    • 2.3.1 薄膜型太陽電池
    • 2.3.2 色素増感型太陽電池
• 最後に

第9章 性能評価

第1節 有機薄膜太陽電池の性能評価と標準化

• はじめに
• 1. 太陽電池性能評価技術の概要
• 2. 測定結果に影響する主な要素
  • 2.1 ソーラシミュレータ光の調整
  • 2.2 基準太陽電池の選定
  • 2.3 照度ムラ・サンプル形状
  • 2.4 温度調節と温度測定
  • 2.5 温度・照度依存性
  • 2.6 IV測定
  • 2.7 太陽電池測定に関する標準化の現状
• 3. 各種太陽電池の性能評価の例
  • 3.1 多接合太陽電池
  • 3.2 CIS系太陽電池
  • 3.3 高効率結晶Si太陽電池
  • 3.4 色素増感太陽電池
  • 3.5 有機薄膜太陽電池
• まとめと今後の課題

第2節 光学特性評価

• 1. 光学特性評価
  • 1.1 吸収特性評価方法の概要
  • 1.2 太陽電池研究における吸収測定
  • 1.3 反射測定
  • 1.4 分光エリプソメトリー

第3節 電荷移動度の測定と定量化法

• はじめに
• 1. 空間電荷制限 (SCL) 電流測定による電荷移動度評価法
  • 1.1 RR-P3HT–PCBM複合体材料
  • 1.2 複合体デバイス構造
  • 1.3 SCL電流測定による電荷移動度評価
• 2. MISダイオード構造を用いる電荷移動度評価法
  • 2.1 MISダイオード構造
  • 2.2 MISダイオード構造を用いる電荷移動度評価
• おわりに

第10章 実用化に向けた大面積化とデバイス開発

第1節 モジュール開発と大面積化の方法

• はじめに
• 1. 有機薄膜太陽電池セル構造
• 2. モジュール化
• 3. 集積化
• 4. 大面積化
• 5. フレキシブルモジュール試作
• おわりに

第2節 有機薄膜太陽電池のアプリケーション展開

• はじめに
• 1. 太陽電池のアプリケーション
• 2. 有機薄膜太陽電池の設計指針
• 3. フレキシブル太陽電池と有機薄膜太陽電池の適用性
• 4. フレキシブル有機薄膜太陽電池の試作
• おわりに
• 関連文献・書籍リスト
• 索引