紙のようにロール印刷、ペロブスカイト太陽電池：蓄電・発電機器（2/3 ページ）

[畑陽一郎，スマートジャパン]

樹脂シートの上に2層を印刷

　工業規模にまで生産量を増やすことを前提に技術開発を進めた。具体的には、市販の樹脂シートを利用し、その上に太陽光から電力を生み出す「光吸収層」と、電子を電極に受け渡す「電子輸送層」を印刷した（図2）。30cm幅のPET（ポリエチレンテレフタラート）樹脂の上にITO（酸化インジウムスズ）薄膜電極が成膜された市販のロール状シートを用いた。

図2　Sollianceが試作したペロブスカイト太陽電池の構造　2層からなる水色部分が市販の樹脂シート。右側に★印を付けた層をロールツーロール法で印刷した　出典：本誌が作図

低温下での高速印刷に成功

　ロールツーロール法を実行するためには製造装置も開発しなければならない。Sollianceに参加するオランダVDL Enabling Technologies GroupがオランダSmit Thermal Solutions、ドイツBosch Rexrothの協力の基、「Solliance dual R2R coating line」（図3）を作り上げた。

図3　ロールツーロール法用の製造装置　出典：Solliance

　ロールツーロール法で製造コストを下げる際には幾つかの条件がある。重要なのは単位時間当たりの製造量（スループット）を決める製造速度と、量産工場全体のコストを決める製造環境だ。

　今回の製造速度は毎分5メートル。成膜（印刷）、乾燥、アニーリング（焼成）プロセスを含む速度だ。太陽電池として高速である。

　製造環境は大気圧、大気雰囲気下。真空環境や特別な雰囲気ガスは使っていない。印刷工程は全て120℃以下で実行しており、加熱に必要なエネルギーを抑えることができる。

次は15％を狙う

　SollianceのプログラムディレクタであるRonn Andriessen氏は発表資料の中で今後の開発計画を明らかにしている。「今回の成果は、大面積サイズのペロブスカイト太陽電池モジュールへの第一歩であり、重要なステップだ。工業的に製造可能であることはもちろん、高効率で長寿命、低コストという条件を満たしていなければならない。今回の成果によって、低コスト材料と製造プロセスを適用しつつ、変換効率を15％以上にアップスケールできると確信している。加えて実環境下で安定性（寿命）を高めるための開発も続けていく」。