ラストワンマイル３１

            　

               　　　　　　　　　　　　　　　　　　　          　　　

  為　　政　いせい
ことば-------------------------------------------------------------------------
「われ十有五にして学に志す。三十にして立つ。四十にして惑わず……」（４）
「故きを温めて新しきを知れば、もって師たるべし」（11）
「君子は器ならず」（12）
「学びて思わざれば同し。思いて学ばざれば殆し」（15）
「これを知るをこれを知るとなし、知らざるを知らずとなせ。これ知るなり」（17）
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１７　「由よ」と孔子は子路に呼びかけた。
「わかるとはどういうことか、教えよう。自分には何がわかっているか、また何がわかっ
ていないかこの区別がつくこと、それがわかるということなのだ」

１８　子張が、仕官して禄を得るための学問方法をたずねたところ、孔子はこう答えた。
「もっと知識を身につけることだ。それも鵜のみにしてはいけない。疑問は疑問として残
しておき、納得できたことだけを吸収し実践する。こゲして思想が堅実になり、行動に確
信がもてるように自分を磨いていくなら、それが禄につながるといえるだろう。禄を得る
ための特別な方法などはないのだよ」

〈子張〉　孔子の弟子。姓は順孫、名は師、子張は宇。孔子より四十八歳年少。陣の人。
後期門人の代表的人物。同門の子游、曽子から、内実が足りないと批判され、孔子からは
とかく行き過ぎると評されている。本章や奨遅の例が暗示しているように、孔子はたんに
道徳のための道徳を唱えたのではなく、人材養成のための機能集団をつくっていた。

  

   

【エネルギー通貨制時代 ７１】 
”Anytime, anywhere ￥１／kWh  Era”
【ソーラータイル事業篇：最新ペロブスカイト系太陽電池技術】

今夜は、オランダエネルギー研究センタの変換効率３０.２％のタンデム型太陽電公表受け
国内外の最新特許技術事例を掲載する。ところで。３月５日、「ラストワンマイル２９」(
2019.03.04）の翌日、ソフトバンクグループ株式会社がスウェーデンの色素増感太陽電池
製造メーカ（Exeger Operations AB）と出資契約を締結したことが報じられている（下図２
件参照）。

  Mar. 5, 2019

さて、オランダエネルギー研究センタ（ECN）の特許 US 2018/0374977 A1(Dec. 27, 2018）
タイトルは、”Hybrid tandem solar cell ” （ハイブリッドタンデム型太陽電池）となって
いるとおり、色素増感もペロブスカイトもバックグランドとして後退しているが、これは
無機化合物半導体や有機半導体および光電変換化合物構造などを考慮し表出されてるもの
で、これにからんで、内田聡東大教授自身のホームページの「2019.3.5 論文の御紹介」
でグレッツェル・セルのオリジナリティーはデバイス構造では なく、色素にカルボキシ
ル基を付与した点にあり、、「明確に、色素の力を借りて光応答特性を増感させるという
意思が汲み取れます」と記載しているとおりで、わたし（たち）のようなものづくり屋に
は、構造／構成を基点として製造スタイル構想発展させる（品質展開工学）もので、ハイ
ブリッド薄膜太陽電池製造技術確立のプラットフォームは、「ネオコンバーテック」であ
り、具体的にはタッチパネルフィルムや有機ＥＬフィルム製造メーカであるとして開発研
究してきた（2018年～）経緯がここにも顕れている。

❑ US2018/037497 A1 Hybrid tandem solar cell :ハイブリッドタンデム型太陽電池
【概要】
非晶質シリコンヘテロ接合を有する結晶質シリコンボトムセルと、より高いバンドギャッ
プのトップ型太陽電池とからなるタンデム型太陽電池が知られている。 アモルファスシ
リコンヘテロ接合によるボトム太陽電池はタンデム性能に有利である高い開放電圧を提供
するが、このボトム太陽電池設計はいくつかの欠点を有す。これらの不利な点は、❶透明
導電酸化物電極を必要とする、アモルファスシリコンヘテロ接合の低い横方向コンダクタ
ンスは大きな
赤外線吸収を有するが、水素またはタングステンをドープした酸化インジウム、酸化イン
ジウムなどの材料を高価であること。❷アモルファスシリコンパッシベーションの高温脆
弱性のためセルの相互接続に規則的にはんだ付けできず、また２端子タンデム構造の場合
のトップセル加工も加熱制限されること。❸アモルファスシリコンヘテロ接合を有する櫛
形バックコンタクトセル製造に複雑なプロセスを要し高コストになることでり、従来技術
の欠点を克服または軽減することにある。

タンデム型太陽電池は、トップ型太陽電池とボトム型太陽電池とを含む。上部太陽電池お
よび下部太陽電池はそれぞれ、それぞれ前面および後面を有し、それぞれの前面は使用中
に放射源に面するようになっている（下図）。上部太陽電池は、その裏面が底部太陽電池
の前面の上に重なるように配置される。トップ太陽電池は、結晶シリコンよりも大きいバ
ンドギャップを有する光起電力吸収層を含む。ボトムソーラーセルは結晶シリコン基板を
含む。底部太陽電池の前面の少なくとも一部に、薄い誘電体膜と、選択的キャリア抽出材
料またはポリシリコンのいずれかの二次層とを含む不動態化層スタックが配置される。薄
い誘電体膜は、シリコン基板と二次層との間に配置される。このようなタンデム型太陽電
池製造方法で、また、少なくとも１つのそのようなタンデム型太陽電池を含む太陽電池パ
ネルに関する発明である。

【図面の簡単な説明】
図１　実施形態による４端子タンデム型太陽池の概略断面図
図２　実施形態による４端子タンデム型太陽電池の概略断面図
図３　実施形態による４端子タンデム型太陽電池の概略断面図
図４　実施形態による２端子タンデム型太陽電池の概略断面図
図５　実施形態による２端子タンデム型太陽電池の概略断面図
図６　実施形態による２端子タンデム型太陽電池の概略断面図

❑　特開2019-029573　太陽電池及び太陽電池の製造方法　積水化学工業株式会社
【概要】
従来、太陽電池において、発電部と、発電部から電気を取り出す取出し配線とは、基材の
一方の面に設けられていた。これを、ペロブスカイト化合物を含む光電変換層（発電層）
を備えた太陽電池に適用した場合、取出し配線設置後の太陽電池を、封止樹脂材料（封止
材）によって加熱プレスして封止すると、スズドープ酸化インジウム等の透明電極層（導
電層）が、光電変換層から剥離してしまうという問題が生じた。上記事情に鑑みて、封止
際に発電層と導電層とが剥離しにくい太陽電池及び太陽電池の製造方法をの考案にあって、
下図２のごとく、絶縁性基材１の一方の面Ａに、第一導電層４ａと、光電変換層を含む発
電層５と、第二導電層６とがこの順に積層された１以上の発電部１０を備え、絶縁性基材
１は、任意の端部が絶縁性基材１の他方の面Ｂの方向に折り曲げられた第一折曲部１４を
有し、第一導電層４ａは発電部１０の外側に向かって延び、かつ、第一折曲部１４の表面
に追随して形成された第一延設導電層４ｂを有し、第一延設導電層４ｂと電気的に接合さ
れた第一取出し配線２４を備える太陽電池１００による封止の際に発電層と導電層とが剥
離しにくい太陽電池及び太陽電池の製造方法の提供である。 

【符号の説明】
１・・・絶縁性基材、２・・・金属箔、３・・・絶縁層、４ａ・・・第一導電層、４ｂ、
３０４ｂ、５０４ｂ・・・第一延設導電層、４ｃ、３０４ｃ、５０４ｃ・・・第二延設導
電層、５・・・発電層、６・・・第二導電層、７・・・電子輸送層、８・・・光電変換層
９・・・正孔輸送層、１０・・・発電部、１０ａ・・・発電部群、１２・・・分断部、
１４、３１４、５１４・・・第一折曲部、１６、３１６、５１６・・・第二折曲部、２４、
３２４、５２４・・・第一取出し配線、２６、３２６、５２６・・・第二取出し配線、
９２４・・・取出し配線、３０・・・封止材、１００～５００、９００・・・太陽電池、
Ａ・・・一方の面、Ｂ・・・他方の面、Ｐ１・・・第一折曲縁、Ｐ２・・・第二折曲縁

❑ 特開2019-031409 :ガラス組成物およびガラス粉末
【概要】
導電性を持つことを特徴とし、耐候性、特には耐水性に優れ、低温で焼結できるガラス組成物に
関し、特にチップ抵抗器等の各種抵抗部品、厚膜回路、多層回路基板、各種積層複合部品等に使
われる抵抗体を形成させるために使用ができ、また、太陽電池等の電極形成用として用いられる
導電ペースト、および該導電ペーストに使用されるガラス組成物に関するもので、従来から、回
路や部品に使用される抵抗体は導電性成分とガラス組成物を主成分とした抵抗組成物から形成さ
れる。抵抗組成物は、主としてペーストや塗料の形で、電極を形成したアルミナ基板上やセラミ
ック複合部品などに所定の形状に印刷され、焼成される。一般に、導電性成分としてルテニウム
系の酸化物粉末を用いた抵抗組成物が広く使用されている。この抵抗組成物は、空気中での焼成
が可能であり、導電性成分とガラス組成物の比率を変えることにより、広い範囲の抵抗値を有す
る抵抗体が容易に得られる。

そこで、ルム酸化物を導電性成分として用い、ガラス組成物と組み合わせた抵抗組成物が提案さ
れている（特許文献１参照）。しかし、このようなガラス組成物を使用した抵抗組成物には、ガ
ラス組成物は結合剤としてのみ機能し、ガラス組成物自体が導電性に乏しいために高価である酸
化ルテニウムを多量に含有させる必要があり生産コストが高くなってしまったり、ガラス転移温
度が高いために焼結時に十分にガラス組成物を流動させることができず、抵抗組成物の導電性が
不安定になったりするような問題点がある。一方、シリコン（Ｓｉ）等の半導体基板の上に電極
となる導電層を形成した電子デバイスなどの配線として導電層を持った基板が、種々の用途に使
用されている。この電極や配線となる導電層は、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ
）等の導電性金属粉末とガラス粉末を有機ビヒクル中に分散させた導電性ペートを、半導体
基板上に塗布し、ガラス粉末の軟化点以上の温度で焼成することにより形成されている。非晶質
シリコンヘテロ接合を有する結晶質シリコンボトムセルと、よ高いバンドギャップのトップ型太
陽電池とからなるタンデム型太陽電池が知られている。 アモルファスシ半導体基板上に電極を形
成する上記技術は、太陽電池におけるｐｎ接合型の半導体基板上への電極形成にも適用されている
。特許文献２には、太陽電池の受光面に形成される電極に用いるガラス組成物において、不純物
拡散層との間の接触抵抗が低く、電極形成時に太陽電池の変換効率を低下させにくい特性を有す
るモリブデン系ガラス組成物が記載されている。しかし、特許文献２に記載されたガラス組成物
ではＭｏＯ_３を極めて多く含むことによって、高い導電性を有するガラス組成物となる。そのた
め、該ガラス組成物は太陽電池の電極に導電性ペースト用として使用されているが、Ｂ_２Ｏ_３を
多く含み、Ａｌ_２Ｏ_３のようなガラス構造としての結合性を高める成分を含んでおらず、良好な耐
候性、例えば、耐水性が得られないという問題点があった。そこで、下図１のごとく、酸化物換
算の質量％表示で、Ｂｉ_２Ｏ_３を４０～６１％、ＭｏＯ_３を２０～３０％、およびＢ_２Ｏ_３を０．
１～６．０％含むことを特徴とするガラス組成物および、該ガラス組成物からなり、累積粒度分
布における体積基準の５０％粒径をＤ_５０としたときに、Ｄ_５０が０．３～１．８μｍであるガラ
ス粉末で構成することで】導電性を持ち、耐候性に優れ、低温で焼結できるガラス組成物および
該ガラス組成物からなるガラス粉末の提供する。

❑ 特開2019-024035　光電変換素子の製造方法　シャープ株式会社
【概要】
光電変換素子は、各種光センサー、複写機、太陽電池等に用いられている。特に、太陽電池は、
再生可能エネルギー利用の代表として本格的に普及しつつある。太陽電池としては、シリコン系太
陽電池、ＣＩＧＳ系太陽電池、ＣｄＴｅ系太陽電池等が普及してきている。一方、太陽電池に使
用されるような無機系材料に替えて、有機系材料を光電変換材料として用いる研究が行われ、有
機薄膜太陽電池や色素増感太陽電池の開発も進められている。このような太陽電池は、真空プロ
セスを使用せず塗布プロセスによって製造することができるため、製造コストを大幅に削減でき
る可能性があることから、次世代の太陽電池として期待されている。

しかし、有機薄膜太陽電池および色素増感太陽電池は、無機系材料を用いた太陽電池に比べ、光
電変換効率が十分ではなく、耐久性も低いという現状がある。近年では、光電変換材料としてペ
ロブスカイト型結晶構造を有する鉛錯体と電解液とを用いて、スピンコート法又はロールトゥロ
ール法と呼ばれる塗布プロセスによって製造する太陽電池も提案されている（特許文献１、２等
参照）。 例えば、特許文献１では、電極を形成した平板状の基板にペロブスカイト構造の前駆
体化合物と溶媒とを含む塗布液を前記塗布プロセスによって塗布し、形成した塗膜を乾燥させて
光電変換層を形成する光電変換素子の製造方法が開示されている。が、塗布プロセスを用いた光
電変換層の形成方法では、塗布プロセスを経た基板を乾燥容器に挿入することが提案されており
、容器中における基板の移動制御が複雑となったり、製造設備が大型化したりする。また、スピン
コート法等では、溶剤蒸気濃度を均一化し、溶媒乾燥時間を好適に制御することが困難となるこ
とから、ペロブスカイト型結晶構造の結晶サイズにばらつきを生じやすく、製品安定性に欠ける
という問題点もある。

そこで、下図１のごとく、構造化合物を含む光吸収層６を形成する工程では、ＢＸ₂溶液の塗布膜
にＡＸ溶液を塗布し、ＢＸ₂とＡＸとを反応させる。この反応工程を、ＡＸ溶液を溜めた塗工槽に
おいて行い、塗布膜を備えた円筒形状の基体２を塗工槽に浸漬させ、最下点にて静止させた後、
塗工槽から引き上げ、基体の外表面にペロブスカイト構造化合物を形成することで、ペロブスカ
イト構造化合物を含む光吸収層を有し、変換効率の高い光電変換素子の製造方法を提供する。

❑ 特開2019-34918　ハロゲン化金属ペロブスカイト化合物及びその製造方法
【概要】
ハロゲン化金属ペロブスカイト化合物は、高い変換効率、簡便な作製手法から現在最も注目され
ている太陽電池材料の一つである。この物質の優れた特徴は、極めて高品質で欠陥の少ない試料
が溶液プロセスで容易に作製できる点である。さらに、ハロゲン化金属ペロブスカイト化合物は、
欠陥密度が極めて低く、高い発光量子効率を有することとペロブスカイト構造に起因するユニー
クな性質から、太陽電池に限らず発光・受光素子を含む広範なフォトニクス材料としても応用が
期待されている。このハロゲン化金属ペロブスカイト化合物について、さらなる応用展開のために
は、不純物置換によるキャリアドーピング技術の確立と、それによる電気伝導度等の電気的・光
学的特性の制御が必要不可欠である。

キャリアドーピングは的元素置換によって行われることが多い。つまり、価数の異なるイオンを
置換することで余剰キャリアを結晶内に導入する手法が用いられる。ハロゲン化金属ペロブスカ
イト化合物においては、電場印加、光励起等によるself-doping効果が報告されているが、欠陥が
起源であるこのようなドーピングは結晶構造が大きく歪められるため、キャリアドーピングによ
る本質的な物性変化の制御には適していない。したがって、元素置換によるキャリアドーピング
が必要であるが、ペロブスカイト型半導体における元素置換とキャリア密度制御とドープした半
導体の性質についてはほとんど研究がなされていない。

しかし、上記した従来の方法では、平坦な結晶面を有し結晶性の高い高品質単結晶の育成は困難
であり、特に表面にfacetの出た高品質な単結晶材料の作製は困難であった。また、Bi置換によ
る電子ドーピングが報告されたのはCH₃NH₃PbBr₃単結晶のみであり、これまでにCH₃NH₃PbI₃単結晶
への電子ドーピングは報告されていない。加えて、従来の逆温度法では、溶解度の下がる高温に
溶液を加熱することが必要であるが、50℃付近に構造相転移を有するCH₃NH₃PbI₃では、作製した
単結晶を室温に戻す際に結晶内部に相境界が発生してしまい、試料の均一性に問題が発生する。

そこで、電気伝導度等の電気的・光学的特性の制御が可能なハロゲン化金属ペロブスカイト化合物
及びその製造方法を提供するにあたり
【解決手段】一般式（1A）：
R_n(M¹_x1M²_1-x1)_mX_k      （1A）
〔式中、Rは同一又は異なって、1価のカチオンを示す。M¹は同一又は異なって、周期表第
１4族の遷移金属を示す。M²は同一又は異なって、1価又は3価の遷移金属を示す。Xは同一又
は異なって、ハロゲン原子を示す。0.8≦n≦1.2、0.8≦m≦1.2、2.8≦k≦3.2、0.750≦x1
<1.000を示す〕で表されるハロゲン化金属ペロブスカイト化合物を提供する、

  

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　この項つづく 

 ●　今夜の一枚

 　●今夜の一曲

 Ariana Grande　No Tears Left to Cry
Music Writers；Ariana Grande ·  Max Martin ·  Savan Kotecha ·
"No Tears Left to Cry"（すべて小文字で様式化された）は、彼女の4枚目のスタジオアルバ
ム、Sweetener（2018）の楽曲。 Grande、Savan Kotecha、プロデューサーであるMax Martinと
Ilyaとの共作、2018年4月20日にミュージックビデオとともにアルバムのシングルとして
Republic Recordsからリリース。 米国では、「No Tears Left to Cry」がBillboard Hot 100の第３
位に、全スタジオアルバムのシングルからトップ10に入った唯一のアーティストとしてデ
ュー。 米国のメインストリームトップ40のエアプレイチャートを突破するサードシングル。
国際的様々な国でチャートを突破し、2018年のMTVビデオ音楽賞で最高のポップビデオ賞を
獲得している。