サニーサイドパンツで夢を

 
【NEVER STOP CHANGING】

 

 

 

サザンオールスターズはこの作品まで５年間、メンバーソロ活動を主体とした活動を行い、
バンドとしての活動は、一切行わず、特にリーダーの桑田佳祐は大規模なツアーやソロオー
ルタイムベストの発売など活発な活動を行い、2013年に入った時点でもバンド活動に関する
言及は一切無い状態が続いたが、６月25日に公式サイトや新聞広告、マスコミ等の報道を通
じ活動再開を正式に表明、54枚目シングル「ピースとハイライト」の発売及びスタジアム・
ツアー『灼熱のマンピー!! G☆スポット解禁!!』の概要が発表。フォルクスワーゲンによる
CMも解禁され健在振りをアピール。７月10日には、新曲「栄光の男」の演奏シーンを公開。
このシーンは三井住友銀行の企業CMとして6月中旬に撮影されたもので、復活後にメンバー
全員が揃って演奏する姿はこれが初めてだという。12日には、８月７日にリリースするシン
グル「ピースとハイライト」のカップリング「蛍」が、映画「永遠の0」の主題歌に起用さ
れている。この他「ピースとハイライト」には原由子がボーカルを務める「人生の散歩道」
がカップリングされている。

ところで、今回歌謡曲でも、桑田節は顕在！？“Never stop changing”頂きました。

 

 

【半導体ナノ結晶太陽電池への夢】 

『ドグ・ホリデイの忘れ物』での掲載した、太陽電池に適した低コストで毒性が少ない半導
体ナノ結晶の合成に成功ニュースの続き。この発明の前段に「特開2008-287900 光電変換素
子及びその製造方法、並びにその素子を用いた太陽電池」をまず俯瞰してみた。この発明の
光電変換素子は、光吸収に伴って量子ドット内で生じた励起電子は、多孔質膜中のｎ型半導
体内部に送り込まれる→多孔質膜と同じく金属酸化物ｎ型半導体からなるバリア膜を励起電
子がバリア膜を速やかに通過→透明導電膜に至る→透明導電膜から外部回路を通って対極に
到着した電子が、電解液を介して量子ドットに速やかに戻る→電解液が直接透明導電膜に触
れることなく非晶質のバリア膜で隔離され→透明導電膜から電解液への電子移動（電流の漏
れ）が阻止される。バリア膜となる半導体と多孔質膜の半導体が酸化チタンは、抗菌などの
光触媒機能を有し、無害で化学的に安定で両者間に異種の化合物が形成を回避できる。

電解液は標準速度定数１×10^-1cm/s以上の無機系電解質の水溶液が好ましく、また、無機系
電解質としては、耐光性に優れ、例えばフェリシアン化カリウム／フェロシアン化カリウム
などのフェリシアン化物イオンやフェロシアン化物イオンを含むものが挙げられる。バリア
膜は厚すぎると直列抵抗が増すためバリア膜は１～５nmの分子レベル厚さが、また、多孔質
膜は電解液を保持するためのバリア膜よりも大きい厚さが好ましい。

製造方法は、（１）金属化合物を加水分解させることにより透明導電膜上に非晶質金属酸化
物ｎ型半導体のバリア膜を形成する工程（２）バリア膜上に結晶性金属酸化物ｎ型半導体の
粒子群からなる多孔質膜を形成する工程（３）バリア膜及び多孔質膜を焼成する工程（４）
多孔質膜に量子ドットを担持させる工程（５）多孔質膜に電解液を浸透させる工程からなる。

なお、金属化合物加水分解で非晶質金属酸化物を容易に形成する。金属のビス（アセチルア
セトナト）ジイソプロポキシドが好ましい。

【実施例】

電解液として、Ｎａ₂Ｓ_X／Ｎａ₂Ｓ水溶液（濃度0.05Ｍ/0.1/0.1Ｍ）、Ｉ₃^-／Ｉ^-水溶液（濃
度0.05Ｍ/0.7Ｍ）、及びＦｅ（ＣＮ）₆^3-／Ｆｅ（ＣＮ）₆^4-水溶液（濃度 0.1Ｍ/0.1Ｍ）を
準備。フッ素ドープＳｎＯ₂で透明導電膜のガラス基板を洗浄した。別途、ビス（アセチルア
セトナト）ジイソプロポキシドチタンの0.5Ｍ濃度２－プロパノール溶液を調製した。透明導
電膜上に２－プロパノール溶液を噴霧し、450℃で焼き付け、厚さ数 nm程度のバリア膜を形
成。電解液にガラス基板を浸し、透明導電膜と電解液との間の並列抵抗αを測定。また、バ
リア膜のないガラス基板についても同様に並列抵抗βを測定。並列抵抗αと並列抵抗βの値
に基づき、漏れ電流減少率を算出（下図参照）。この図から、標準速度定数が１×10^-1cm/s
に満たないヨウ化物イオンや多硫化物イオンの場合は、バリア膜の形成前後で抵抗値は変わ
らなかったことがわかる。これに対して、速度定数が１×10^-1cm/s以上のフェロシアン化物
イオン／フェリシアン化物イオンの場合は、バリア膜形成後に並列抵抗値が著しく上昇。こ
れにより電流を抑制できることが判った。

 

電解液としてのＫ₃［Ｆｅ（ＣＮ）₆］／Ｋ₄［Ｆｅ（ＣＮ）₆］水溶液（濃度0.1M/0.1M）、枠
状のＰＥＴ製スペーサ及び白金薄膜をスパッタした対極を準備した。そして、酸化チタン電
極のＴｉＯ₂印刷面にスペーサを置き、電解液を酸化チタン電極に浸透させ、その上に対極を
重ね合わせ、クリップで固定することにより、太陽電池を製造した。対照のために、バリア
膜を形成していないこと以外は前記太陽電池と同一条件で別の太陽電池を製造。これらの太陽
電池を分光計器株式会社製のＸｅランプ面内均一光照射装置を用いて波長450ｎｍの光を照射
し、電流電圧特性及びＩＰＣＥを測定。実線がバリア膜有り、点線がバリア膜無しの結果である。図に
見られるように、バリア膜を形成することにより、電流電圧特性が著しく向上し、ＩＰＣＥ
が最高で43％に達した（下図）。

 

これに対し、電解液をＮａ₂Ｓ_X／Ｎａ₂Ｓ水溶液（濃度0.05M/0.M）に変えて同一条件でバリ
ア膜有り及びバリア膜無しの二つの太陽電池を製造。これらの太陽電池について実施例１と
同様に電流電圧特性及びＩＰＣＥを測定。電流電圧特性及びＩＰＣＥともにバリア膜の有無
に依存しないことがわかる（下図）。

さらに、Ｃｄ（ＣｌＯ₄）₂水溶液に酸化チタン膜付き基板を浸した後、Ｎａ₂Ｓ水溶液に浸す
操作回数を前述の３倍にした以外同一条件で太陽電池を製造して評価したところ光電変換効
率が１％、実線が照射時、点線が暗時の特性である。下図よりフィルファクタを求めると、
0.6という高い値を示し、ＩＰＣＥは最高で56％に達した。 

以上の新規提案を踏まえ、橘泰宏らは、２種類の元素の半導体と比較して３種類の元素を用
いた半導体ナノ結晶（半導体の結晶であり、ナノメートル(nm)サイズの粒子のもの。その大
きさは、直径２～20ナノメートル程度のものを指す。特に、電荷が量子的に３次元で閉じ込
められている粒子を量子ドットと呼ぶ。蛍光量子収率が高いＣｄＳｅ（セレン化カドミウム）
から成る半導体ナノ結晶は、その結晶サイズを変化させることにより、発光波長を制御する
ことができるため、新しい発光材料として期待されている）の合成では元素を１つ増えるた
め条件因子が大幅に増え、半導体形成が難しいところ、反応前駆体の種類・濃度、反応温度
並びに結晶核生成・成長条件などを検討した結果、銅・アンチモン・硫黄を含む半導体で、
「安四面銅鉱（Ｃｕ12Ｓｂ4Ｓ13）」と「ファマチナ鉱（Ｃｕ3ＳｂＳ4）」と呼ばれる異なる
結晶構造を持つナノ結晶を、サイズを制御しながら作ることに成功。

硫黄の割合が小さい安四面銅鉱は、硫黄を含む反応前駆体の濃度を薄くし生成すること、反
応温度の微妙な調整で単一の構造のナノ結晶を選択的に合成できることを発見。そして、安
四面銅鉱ナノ結晶は、コロイド溶液の状態では黒茶色を呈し、前述新規考案では、光吸収が
短波長領域に偏っているが、この化合物では広波長領域の光吸収が可能であり太陽電池の光
吸収材として適す。一方、反応温度などの因子の制御で、ナノ結晶のサイズを自由に選択で
きるほか、このナノ結晶コロイドを塗布法で薄膜作製可能で、安定に光電流が得られる。今回
の研究結果から、銅・アンチモン・硫黄を含む半導体ナノ結晶は、太陽電池材料に向いており、安価・
低毒性の無機半導体コロイドを簡易溶液プロセスでデバイス作製応用の道を切り開いた。

なお、内田 聡 東大特任教授によれば「Solar cell efficiency tables (version 42)」でペロブスカ
イトで 14.1％ の記録は新たに「Perovskite (thin-film)」として分類し直された模様だとかで、
色素増感太陽電池の認証最高効率は従来通りシャープ 11.9％ と収まった模様。

 

  

サザンの54枚目シングルのカップリング曲「蛍」について桑田佳祐は次のようにコメントし
ている。「家族のために必ず生きて帰る。それこそが愛ではないか。そう信じ、待っている
人がいることそのものが生きる力となり、生きる原動力となっている。現代を生きる私たち
にも通ずる、そんな主人公宮部久蔵の姿に非常に大きな感動をいただきました。この映画の
中に流れている平和への祈りのようなメッセージを、私なりに音楽という形を通じて、多く
の方々に伝わっていくためのお手伝いが、少しでも出来ればと思っております。そして、こ
の映画が大成功されることを心よりお祈り申し上げます」と。

今夜は、サニーサイドパンツ姿で夢を追い求めて“Never stop changing”ではじまり、「宮
部久蔵の辞世の詩」を聴き、泪、泪、あぁ～泪！でお後はよろしいようで。^^;