月刊OPTRONICS

太陽電池の研究開発動向

豊田工業大学　山口 真史

本年7 月に北海道・洞爺湖で開催されたG8 サミットでも議論されたように，地球温暖化は確実に進行しかつ深刻になりつつある。こうした中，太陽電池を用いた太陽光発電システムは，深刻化する地球環境問題やエネルギー問題を解決する手段として，世界中から大きな期待が寄せられている。図1 には，ドイツの気候変動諮問会議がまとめた「2100 年の世界エネルギービジョン」1)を示す。2100 年には，世界のエネルギーの7 割が太陽(光)発電で賄われるだろうと予想されている。こうした大きな期待や人類文明の維持発展への貢献のためには，太陽光発電に関するさらなる研究開発を含めて色々な努力が必要なことは言うまでもない。本稿では，太陽電池の研究開発動向を述べると共に，将来展望について私見を述べさせていただく。・・・(続きは本誌で)

高品質シリコン多結晶の開発と太陽電池への応用

東北大学　中嶋 一雄，藤原 航三

太陽光エネルギーは究極のエネルギー源であり，このエネルギーを最も有効に電気エネルギーに変換できる素子が太陽電池である。太陽電池は太陽光を受けてキャリヤーを発生させて電流として取り出すため，発生させたキャリヤーは途中で消滅しないことが重要になる。キャリヤーの消滅には，太陽電池を構成している結晶中に存在する種々の欠陥(転位，粒界，不純物など)が関わっており，できるだけ完全な高品質結晶が太陽電池の変換効率を上げるために不可欠である。現在最も高品質な結晶が出来る太陽電池用材料は，シリコン(Si)の単結晶である。・・・(続きは本誌で)

薄膜シリコン太陽電池の開発動向

三菱重工業(株)　高塚 汎

2005 年2 月の京都議定書の発行により，地球温暖化防止に対する取組みは，政府の指導のもと急速に加速し，太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーが今まで以上に注目されている。太陽光発電に関しては，わが国では(独)新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)にて普及加速に向けた技術開発が精力的に行われている。太陽電池市場も急速に拡大しており，生産量もここ数年，年率30 ％以上の高い比率で増加し，2007 年の世界の太陽電池生産量は，3,700MW を超えるまで拡大している。・・・(続きは本誌で)

フレキシブル薄膜シリコン太陽電池

富士電機システムズ(株)　河野 伸一

近年の地球温暖化問題，原油価格の高騰により，化石燃料以外のエネルギーが，急速に関心と需要を高めつつある。その中においても，太陽電池は普及拡大の先頭にあり，近年30%/年の伸び率で拡大している。現在の主流である，シリコン系太陽電池は，その結晶構造の違いにより　単結晶，多結晶，アモルファスの3種類に分類される。従来は光電変換効率の高さなどを理由として，結晶系(単結晶，多結晶)が，シェアのほとんどをしめていた。・・・(続きは本誌で)

CIS系薄膜太陽電池の現状と今後の展望

昭和シェル石油(株)　櫛屋 勝巳

有機太陽電池

京都大学　吉川 暹

有機太陽電池は，色素増感太陽電池(DSC)と，有機薄膜太陽電池(OTFSC)に分類されるが，後者は更に，低分子系と，高分子系に大別され，それぞれ製造手法が異なる。効率は，DSCが11 ％を超えており，フジクラ，アイシン-トヨタ中研，ソニーなどが実用化への名乗りを上げている。一方，有機薄膜では5.4 ％の公式データー(NREL)が最高で，国内ではシャープが3.8 ％(AIST)を発表している。昨年，ソニーは有機LEDのTVを20 万円で発売した。コダックのTang が論文を発表して20 年目の快挙である。・・・(続きは本誌で)

超高効率太陽電池

東京大学　岡田 至崇

単接合太陽電池の変換効率を上回り，かつ低コスト化が展望できる次世代型太陽電池の研究開発が重要視されている。従来の多接合タンデム型に加え，最近では半導体量子ドットや超格子を導入して太陽電池の高効率化をはかる量子ナノ構造太陽電池の研究開発が活発化している。単接合太陽電池のエネルギー変換効率の理論限界は，材料のバンドギャップ・エネルギーに依存し，代表的なSi の場合，26 〜 28% が最大値である。さらに高い変換効率を得るためには，低エネルギー光の透過損失，及び高エネルギー光を吸収した際に生じる熱損失を抑え，太陽光スペクトルを無駄なく有効利用することが必要である。・・・(続きは本誌で)

「研究開発力強化法」が成立!! 参議院議員 鈴木寛氏に聞く

内閣府特命担当大臣の岸田文雄氏は6 月14 日に行なわれた「第7 回産学官連携推進会議」の講演の中で，世界的に研究開発投資の拡大と人材獲得競争が激しさを増している点を指摘し，現状を「知の大戦争時代への突入」という言葉で表現した。具体的には米国が「競争力強化法」を成立させ，科学技術予算の大幅な増加や理数系教育への投資を推進することを決定しており，EU も「第7 次フレームワークプログラム」により研究開発費の対GDP 比を大幅に引き上げ「欧州研究圏」の構築を目指すとしている。・・・(続きは本誌で)

福田ビジョンに見る日本の太陽光発電政策

洞爺湖サミットに先駆けた6月9日，福田康夫内閣総理大臣は「低炭素社会・日本をめざして」と題したスピーチ，いわゆる「福田ビジョン」を発表した。これは地球温暖化対策として温暖化ガスの排出量の削減を掲げた構想で，今後の日本のエネルギー政策の大綱とも言えるものだ。福田首相はこの中で，長期的な目標として2050年までに二酸化炭素排出量を現状から60 〜 80％減らすとしており，これを達成する最も重要なカードとして太陽光発電を挙げた(図1)。・・・(続きは本誌で)

大画面有機ELディスプレイの開発が加速する

昨年テレビが登場し，また携帯電話などモバイル機器のメインディスプレイへの採用も増え始めてきた有機EL。調査会社iSuppli によると，世界における2008年の有機EL ディスプレイの出荷数は1,020万台(対前年比292.2 ％)で，出荷金額は2 億2,500 万ドルに達すると見込んでいる。2013年予測では出荷台数1億3,240万台，出荷金額28億ドルになるとしている。一方の富士キメラ総研は，2012年の有機EL ディスプレイ市場について，テレビがけん引役となり，2007年の12億円から300億円(数量ベース20万台)まで拡大すると予測している。・・・(続きは本誌で)

光技術との融合で進化するマイクロマシン・MEMS技術

光技術はマイクロマシン・MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術とも密接に関連する。両技術を融合した光デバイスとしては光スイッチや光センサ，ミラーなどが実用に供され，様々な産業分野のキーデバイスとして，その応用範囲を広げている。マイクロマシンセンターによれば，2010年度の光MEMS市場は3,050億円となり，2012年度には7,356億円になると予測している。また，レーザなど光技術がマイクロマシンやMEMSの作製ツールとして活用されるケースも少なくない。この7月30 日から3日間，東京ビッグサイトで開催された『第19回マイクロマシン/MEMS展』にも，関連する光デバイスや，微細加工用レーザを提案する多くの企業の出展が見られた。そこで今回は同展で特に注目した光製品・技術の開発動向をレポートする。・・・(続きは本誌で)

発明・特許のこぼれ話 第9回　ゴルフボール

SMK(株)　鴫原 正義

残暑の中での澄み切った青空にも秋を感じる季節です。芸術の秋，食欲の秋，そしてスポーツの秋です。今回はスポーツの秋に因む話題を取り上げてみました。特許とスポーツの関係は一見して異質に見えますが，先の英国スピード社の水着論争に触れるまでもなく，結構関連深い面があります。特にここで取り上げるゴルフボールには小さい中にこれ程の技術が蓄積されているのかと感心させられます。私はゴルフをしませんが門外漢の目から探ったゴルフボールを技術と特許の面から追ってみましょう。・・・(続きは本誌で)

IT市場ウォッチング 第90回　電子ペーパーの動向

(株)野村総合研究所　藤浪 啓

電子ペーパーの動向が注目を集めている。米国アマゾンが発表したKindle や米国Sony のSony Reader など電子書籍は順調に販売を伸ばしている。電子書籍以外にも米国Motorola がインド向けに販売したMOTOFONE(ディスプレイ部分に電子ペーパーを利用)や電子広告，電子新聞など多様な用途で応用が進められている。電子ペーパーは液晶や有機EL とは異なり，反射型のディスプレイであるため，消費電力が低いことが特徴である。また，目に優しいこと，駆動回路や大型のバッテリーが必要ないことから重量を抑えられること，などが特徴である。・・・(続きは本誌で)

事例に学ぶ光・電子分野の知的財産 第9回　商標法

諏訪東京理科大学　西澤 紘一，(独)雇用・能力開発機構 千葉センター　櫻井 博行

企業経営の三要素といえば伝統的に「ヒト，モノ，カネ」である。けだし，伝統的三要素は今日においても変わりないが，経営環境1)の変遷に伴ない第4 の要素として「情報」ないし「技術・情報」が付加されるようになった。そして近年，新たな「第4，第5 の要素」が云々されるようになった。これについては諸々の提案があり一定しないが，最近のある提案は，第4 の経営資源は「ワザ」，第5 の経営資源は「知恵(チエ)」であるとし，伝統的三要素と併せて5 を企業価値創造のための経営資源と位置付ける2)。ここで「知恵」とは「知的資産」の総称であり，知的財産がこれに含まれることは勿論である。・・・(続きは本誌で)

技術士PLAZA 第9回　子供の「理科ごころ」を育てるためにできることを考える

技術士　長堀 文子

わが国で，「理科離れ」という言葉を目や耳にするようになって久しく，多くの検討もなされ，その対策として，文部科学省のプロジェクト「科学技術・理科大好きプラン」が，平成14 年度から3 年間推進された。私は教育の現場にいる者ではないが，文部科学省のプロジェクトの柱が学校現場を対象としたものであることは理解した。今回，このコーナーに書く機会をいただいたのを機に，母親としての自らの経験や，子育て支援活動に関わってきた友人たちとの交流を通じて，子供たちの「理科離れ」に関連して，主として学校以外の場について考えてきたことをご紹介したい。理科離れ対策の提案とか，理科大好きっ子を育てる方法などを述べるつもりもなく，またその力もない。それを念頭にお読みいただきたい。・・・(続きは本誌で)

USA Today 第9回　太陽光を使え! 〜Inter Solar開催〜

Optomarketing USA　中島 和宏

7月15日〜 17日の三日間にわたり，カリフォルニア州サンフランシスコで毎年恒例のSEMICON WESTと併設してInter Solar North Americaが初めて開催された。太陽光を利用した種々の太陽電池方式や熱利用方式等，代替エネルギーとしての太陽光に注目した展示会・学会である。同会議は，これまでドイツの西南端，フランス国境に近いFreiburg 市で毎年開催されていた。「Green City」の名で呼ばれるドイツでも有数の環境都市であり，1992 年には環境首都の称号に選ばれるなど，太陽光発電等の代替エネルギーにも早くから取り組んできた。・・・(続きは本誌で)

21世紀を切り開く機能性単結晶の基礎と応用
第17回　固体レーザーの眼科医療への応用

大阪大学　中川 智哉，前田 直之

医療分野のなかでも眼科はレーザーを応用した治療や検査が多い診療科のひとつであり，紫外域から赤外域までの種々のレーザーが臨床に用いられている。眼科医療において，キセノン光により組織を熱凝固する治療手技はレーザーの発明以前より行われており，ルビーレーザー開発の数年後にはすでに眼科臨床への応用が開始されている。その後，アルゴンレーザー，クリプトンレーザー，フッ化アルゴンエキシマレーザーなどの気体レーザーをはじめとし，Nd:YAG レーザーなどの固体レーザー，色素レーザー，半導体レーザーなど多くのレーザーが眼科臨床で用いられている。・・・(続きは本誌で)

基礎からの量子光学
最終回　量子光学はどこまで行けるか─連載「基礎からの量子光学」を終わって─

(独)情報通信研究機構　松岡 正浩

光の研究コミュニティ-技術進展を支える光関連研究会／グループ-
第61回　(社)電子情報通信学会　イメージメディアクウォリティ研究会

東京理科大学　浜本 隆之

イメージメディアクウォリティ(以後，IMQ)研究会は平成16年に電子情報通信学会の基礎境界ソサイエティに発足した時限研究会です。今年の6月で2期4年の活動(委員長：東京理科大学半谷精一郎教授)を終了し，現在3期目の活動(委員長：キヤノン会津昌夫氏)を開始するところです。この間，「イメージメディアクウォリティとその応用ワークショップ」を2回，「InternationalWorkshop on Image Media Quality and its Applications」を2回開催し，毎回70名を超える方々が参加しておられます。ワークショップでは，IMQに関する研究・開発の最新成果の発表や意見交換を活発に行っています。・・・(続きは本誌で)

光技術の研究開発・特許動向II／技術別に見る最新情報
第129回　熱で光素子を形成するライトガイド

嶋本国際特許事務所　嶋本 久寿弥太

熱で光素子を形成するライトガイドは，国際特許分類(G02B6 / 287)で特許出願公開件数をみると，1992年(平成4年)に26件，93年に20件，94年に18件，95年に31件，96年に18件，97年に20件，98年に9件，99年に15件，2000年に15件，01年に38件，02年に34件，03年に49件，04年49件，05年に34件，06年に9件，07年に9件となっていて，16年間合計394件となっており，参入企業は85社となっている。・・・(続きは本誌で)

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HEAD LINE NEWS

DATA ROOM

▼ガラス製光ファイバ・ケーブル輸出量,30ヶ月連続のプラス
▼液晶テレビの生産実績,21ヶ月連続のプラス
▼民生用電子機器国内出荷金額,対前年同月比109.8%の2,641億円

PHOTONICS SPECTRA

▼テクノフェスで網膜損傷事故
▼Agilent，Nano Instrumentsを買収

CALENDAR

EVENTS

▼2008年度精密工学会秋季大会シンポジウム「メカノフォトニクスの新展開(第2回)｣
▼The 14th MICROOPTICS CONFERENCE (MOC '08)
▼JOEM技術講座 光学素子加工技術
▼2008年度 ニューガラス大学院
▼光設計研究グループ第3回チュートリアル 「光学技術者のための電磁場解析入門」
▼International Topical Meeting on Information Photonics 2008
▼フォトニックデバイス・応用技術研究会第17回ワークショップ「光技術がライフスタイルを変える」
▼第19回量子情報技術研究会
▼InterOpto'08開催のご案内

PRODUCTS INFORMATION

　先月号では食料自給率のことを話題にしましたが，今月のテーマはエネルギー資源です。エネルギー資源の少ない日本は，その殆どを海外からの輸入に頼っています。ですが1960年には，石炭や水力といった国内天然資源によるエネルギー自給率は56％もありました。その後，高度経済成長時代に石炭から石油へのエネルギーシフトなどが進み，これに伴って自給率は低下して行きます。

　いまや石油や天然ガスなどはほぼ全量を輸入に依存していて，資源エネルギー庁のエネルギー白書2005年版によれば，2002年度におけるエネルギー自給率は何と4％だそうです。ただし，ウランは一度輸入すると数年間は使用できるので，準国産エネルギーとして考えることができるという事で，ウランを含めれば19％になるそうですが，少し違和感がありますね。

　原油の価格高騰によりガソリンはもちろん，電気料金や食料品などの値段にも影響が出ており，じわじわと物価を押し上げ始めています。影響は日本だけにとどまりません。世界経済そのものに悪影響を与えると懸念されています。一方でCO2の増加による地球温暖化対策も急務です。この問題は，北海道・洞爺湖で開かれたG8サミットでも議論されましたが，ブラジル，ロシア，インド，中国など，BRICsと言われる新興国と先進国との間の足並みの乱れが心配されています。

　輸入に頼らなくてよい自前の，それでいてCO2をなるべく出さない新しいエネルギーの開発がいま求められています。直ぐに効果が上がるのは原子力発電と言われていますが，日本の場合ウランは輸入しなくてはいけませんし，より地球に優しいという点では，自然エネルギーを用いたシステムの開発と普及が期待されています。

　そこで太陽電池に注目が集まっています。太陽電池の普及に関しては，我が国はいち早く補助金制度や電力会社に対し一定の割合で新エネルギー発電を義務付けたRPS（Renewables Portfolio Standard）制などを導入して普及を計ってきましたが，近年ドイツが太陽光発電を長期にわたって高価で買い取るフィード・イン・タリフ（Feed-in Tariffs）制を導入，大きな効果を上げていて，他の欧州諸国や韓国もこれに続いています。我が国にも新たな振興策が求められます。

　ということで，今月号の特集では太陽電池を取り上げました。現状市場の90％を占めると言われているバルク型のシリコン太陽電池，薄膜系太陽電池や有機太陽電池，さらには超高効率太陽電池と，様々なタイプの太陽電池の研究開発が内外で活発化しています。特集では，変換効率や低コスト化などの面で研究・開発が進展している各種太陽電池の最新動向を紹介していただきました。さらに，今月号のFOCAL POINTでは我が国の太陽光発電政策についてレポートしましたので，こちらも併せてお読み下さい。

　この他FOCAL POINTでは，6月に可決成立した「研究開発力強化法」も取り上げてみました。この法律は研究開発を通じて我が国の国際競争力を強化しようというもので，同法成立に尽力された国会議員の一人である鈴木寛参議院議員に，その主旨を伺いました。

編集長　川尻 多加志

10月号 特集『非可視情報のイメージング最前線(仮題)』

▼総論
▼電界カメラによるマイクロ波回路動作のイメージング
▼偏光イメージセンサ
▼赤外イメージング
▼X線イメージセンサ
▼イオンイメージセンサ─バイオ科学とLSI技術の融合─

(都合により，内容に変更のある場合があります。)