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別紙２

平成２２年度（第１期）　新規採択研究代表者・研究者および研究課題の概要

さきがけ

戦略目標：「異分野融合による自然光エネルギー変換材料及び利用基盤技術の創出」
研究領域：「太陽光と光電変換機能」
研究総括：早瀬 修二（九州工業大学 大学院生命体工学研究科　教授）

氏名 所属機関 役職 研究課題名 研究型 研究
期間		 研究課題概要
家 裕隆 大阪大学 産業科学研究所 准教授 有機薄膜系太陽電池に応用可能なn型半導体材料の開発 通常型 ３年 　有機薄膜系太陽電池に応用可能な電子輸送型（n型）半導体材料が実質フラーレン誘導体のみの現状において、次世代太陽電池の実用化に向けた新機軸のn型半導体材料の開拓が切望されています。本研究では有機合成化学・構造有機化学を基盤とした化学分野の領域から、有機薄膜系太陽電池におけるn型の新材料開発に挑戦します。本研究を通じて革新的な分子設計指針を確立させることで、実用化に向けた新たな基盤技術を開拓します。
梅山 有和 京都大学 大学院工学研究科 助教 高効率化に向けた有機薄膜太陽電池用の長波長光吸収層材料の開発 通常型 ３年 　有機薄膜太陽電池は、資源的制約の少なさや加工の容易さといった有機物の特徴を活かすことでコストの大幅な低減が可能であり、次世代のエネルギーデバイスとして注目を集めています。本研究では、有機薄膜太陽電池の光活性層に用いるナノカーボン複合体・共役系高分子などの材料開発や、それらの複合薄膜中での相分離構造のナノレベルでの最適化により、実用化に向けたエネルギー変換効率の向上を目指します。
尾坂 格 広島大学 大学院工学研究院 助教 高効率有機薄膜太陽電池を目指した新規半導体ポリマーの開発 通常型 ３年 　有機薄膜太陽電池の高効率化において、新規材料の開発は欠かすことができません。中でも、ポリマー材料は現在最も高い効率を実現する材料として注目されています。本研究では、高いキャリア輸送能をもつオリジナルな縮合多環芳香族ユニットを用いて、分子科学的アプローチから高性能半導体ポリマー材料創出を目指します。
小堀 康博　 静岡大学 理学部 准教授 電子スピンコヒーレンスによる有機太陽電池基板の電子伝達機能の解明 通常型 ３年 　色素増感型太陽電池や有機薄膜太陽電池の不均一系基板において効率よく電子・正孔輸送を行う表面・界面状態をナノメートルスケールで鑑定する方法論を確立します。光照射初期に生成する電荷分離状態において、電子スピン関数の干渉で生じる量子コヒーレンスの効果を時間分解電子スピン共鳴法で計測します。不均一な各分子の立体配置に対して、電子軌道の重なりを表す相互作用を決定し、光電変換効率の高い基板状態を評価します。
田中 徹 佐賀大学 大学院工学系研究科 准教授 高不整合材料による中間バンド太陽電池の創製 通常型 ３年 　ホスト材料に対して電気陰性度の大きく異なる元素をわずかに導入した高不整合材料を用いると、本来のバンドギャップ中に新たなバンドが形成され、3つの光学遷移過程を創出できます。これにより1つの材料でありながら太陽光スペクトルを幅広くカバーすることができ、高効率化が期待されています。本研究では、テルル化亜鉛をベースとした高不整合材料の基礎特性を明らかにし、これを用いた中間バンド太陽電池の開発を目指します。
東原 知哉 東京工業大学 大学院理工学研究科 助教 相互侵入型相分離ポリマーの合成と3Dナノ構造有機薄膜太陽電池への応用 通常型 ３年 　バルクヘテロ接合型有機薄膜太陽電池の光電変換層において、p/n有機半導体それぞれの凝集による変換効率の頭打ちやデバイスの長期劣化などの問題が山積しています。本研究では、p/n有機半導体のどちらにも相溶し、かつ高い電荷移動度を有する新規π共役系ブロック共重合体や異相系フラーレン誘導体を開発します。これらを界面活性剤として利用する新たな切り口により、電池特性の高効率化と長期安定化を目指します。
藤原 航三 東北大学 金属材料研究所 准教授 Si多結晶インゴットの組織制御技術の開発 通常型 ３年 　本研究では、Siの融液成長過程において多結晶組織が形成していくメカニズムおよびその制御方法を解明します。この基礎研究をベースとして結晶粒サイズ、粒方位、粒界形状、粒界性格、亜粒界（転位）などの多結晶組織が制御された矩形のSi多結晶インゴットの成長技術を開発します。本技術により、高品質・高均質なSi多結晶インゴットの実現を目指します。
村中 厚哉 （独）理化学研究所 基幹研究所　 基礎科学特別研究員 次世代有機薄膜太陽電池創出のための近赤外色素の開発 通常型 ３年 　有機薄膜太陽電池は次世代の太陽電池として将来が期待されていますが、他のタイプの太陽電池に比べると低い変換効率に留まっています。本研究では、高効率有機薄膜太陽電池創出のための革新的有機p型半導体として、800-1200 nmの光を効率的に吸収し、フラーレン類をn型半導体として用いた場合に高い光電変換を可能にする低分子系近赤外色素を開発します。
柳田 真利 （独）物質・材料研究機構 次世代太陽電池センター 主幹研究員 色素増感太陽電池のレドックス種の拡散挙動解明と高効率化への提案 通常型 ５年 　色素増感太陽電池における電解質溶液中の電荷輸送や酸化還元反応に関わるヨウ素イオン種の挙動に着目し、干渉光学的手法や高輝度放射光の回折・散乱手法などによって、電解質溶液バルク中およびTiO2/電解質溶液界面近傍におけるヨウ素イオン種の分布や動的構造を直接的に計測・解析します。これらの微視的な結果と太陽電池特性を比較し、イオン液体を電解質溶液とする信頼性の高い色素増感太陽電池の高効率化を目指します。
若宮 淳志 京都大学 化学研究所 准教授 DFT計算を駆使したπ軌道の精密制御に基づく有機色素材料の開発 通常型 ５年 　色素増感型太陽電池の各動作過程での徹底的な効率化を指向した独自の分子設計に基づいて、太陽電池の高性能化を可能にするπ電子系色素材料の開発に取り組みます。分子内配位結合をもつ含窒素π電子系骨格を鍵骨格に用いて、DFT計算を駆使した具体的な標的分子の設計により、π軌道の広がりとエネルギーレベルを精密に制御した一連の有機色素材料を開発し、これにより有機太陽電池の光電変換効率の飛躍的な向上を目指します。

（五十音順に掲載）

＜総評＞　研究総括：早瀬 修二（九州工業大学 大学院生命体工学研究科　教授）

本研究領域では、次世代太陽電池の提案につながる研究を対象とし、化学、物理、電子工学等の幅広い分野の研究者の参画により異分野融合を促進し、次世代太陽電池の実用化につながる新たな基盤技術の構築を目指し、平成２１年度から募集を開始いたしました。募集に当たっては、色素増感系、有機薄膜系、量子ドット系高性能太陽電池の研究、従来とは異なるアプローチによるシリコン系、化合物系太陽電池を対象とする研究、まったく新しい原理に基づいた太陽電池の創出につながる界面制御技術、薄膜・結晶成長、新材料開拓、新プロセス、新デバイス構造などの要素研究も対象としました。次世代太陽電池の創出という視点を重視し、理論研究から実用化に向けたプロセス研究にわたる広域な研究を対象として募集しましたところ、計８６件の応募がありました。これらの研究提案を１３名の領域アドバイザーの協力を得て書類選考を行い、研究提案２６件を面接対象といたしました。面接選考に際しては、研究構想が本領域の趣旨にあっていること、研究計画に高い独創性と新規性を有し、挑戦的であり、また単なる基礎研究ではなく、提案者自身が将来の太陽電池のどこにどのように役立つ目的基礎研究なのかを理解していることを重視して厳正な審査を行いました。特に今年は新太陽電池に画期的なインパクトを与える新材料の研究開発に関する提案を慎重に審査しました。また、審査に当たっては、応募課題の利害関係者の審査への関与や、他制度の助成金等との関係も留意しました。

選考の結果、平成２２年度には、シリコン系太陽電池、有機薄膜、色素増感太陽電池、化合物太陽電池、および量子ドット太陽電池に関する要素研究、太陽電池物性評価方法、新材料合成などの広い分野の提案の中から、１０件が採択となりました。いずれも新しい発想に基づく意欲的な研究課題であり、将来の太陽電池像を明確にできるテーマであると考えています。採択されなかった提案にも、重要な提案や独自性のある提案は多くありました。しかし重要であっても、本研究領域の趣旨に合わないものは不採択としました。これらの提案者に関しては、今回の不採択理由を踏まえて提案を練り直し、再度挑戦していただくことを望んでいます。

来年度も、次世代の新太陽電池を目指す目的基礎研究という視点から募集を行う予定ですので、本年度以上に独創的で、新しい太陽電池にどのように役立つかを明確にした研究提案を期待しています。