８．泰 伯 たいはく
ことば------------------------------------------------------
「人のまさに死せんとするや、その言うこと善し」（５）
「士はもって弘毅ならざるべからず。任重くして道達し」（８）
「民はこれによらしむべし。これを知らしむべからず」（10）
「その位に在らざれば、その政を謀らず」（15）
「学は及ばざるがごとくするも、なおこれを失わんことを恐る」（18）
------------------------------------------------------------
５ 曽子が危篤におちいったときいて見舞いに馳せつけた孟敬子に、
曽子は最後の忠告をあたえた。
「烏の死にぎわの鴫き声は哀しい、臨終の人の言うことにはうそが
ない、と申します。どうかわたしの申しあげますことをお忘れない
よう。人の上に立つ者として、礼を尊ぶということには、三つの意
味があります。第一に、立ち居ふるまいが礼にかなうことによって、
粗暴さが克服される。第二に、表現が礼にかなうことによって、そ
れだけ内容が真実に近づく。第三に、言語が礼にかなうことによっ
て、浅薄さに陥らないですむ、この三つであります。礼はこの根本
精神が肝要、そのほかの、たとえば祭祀の運営などは、係りの役人
におまかせになればよろしい。
曾子有疾、孟敬子問之、曾子言曰、鳥之將死、其鳴也哀、人之將死、
其言也善、君子所貴乎道者三、動容貌、斯遠暴慢矣、正顔色、斯近
信矣、出辭氣、斯遠鄙倍矣、笾豆之事、則有司存。
Zeng Zi had got a illness. Meng Jing Zi visited him. Zeng
Zi said,"The proverb says - ‘A bird cries sadly when it is
dying, A person leaves a good will when he is dying.' (So p
lease listen to my last words carefully.) Gentlemen must keep
three teachings -‘You must watch your behavior to avoid being
rough. You must watch your expression to correspond with your
words. You must watch your language to avoid being vulgar
.'You can leave manners at the rites to specialists."
【ポストエネルギー革命序論７５】
ペロブスカイト太陽電池事業編：強固な接合界面の形成
１０月１８日、東京工業大学の研究グループ（脇慶子准教授ら）
は、ペロブスカイト太陽電池で、初期特性が安定しなくても常温常
圧で放置するだけで電圧－電流特性が徐々に向上し、その構造が本
来持つ最大効率に収束することを発見。酸処理で-COOH、-OHなどの
官能基を修飾した多層カーボンナノチューブを紙状電極（BP）とし
て作製し、ホール輸送層（HTM）/Au電極の代わりに用いて実現。発
電効率の初期値３％のペロブスカイト太陽電池を常温常圧で７７日
間放置すると発電効率が１１％に向上。同じ手法で作製しても再現
性が得にくいのがペロブスカイト太陽電池の実用上の難点だが、そ
の原因は不明だった。脇准教授らはBPへの官能基導入が再現性、安
定性、発電特性向上の鍵であることを発見、簡便な手法で電池特性
を大幅に向上することを突き止める。
【要点】
①酸素官能基を修飾したカーボンナノチューブ紙状電極（BP）を採用
②初期の太陽電池特性にばらつきがあっても放置するだけで発電効率が向上
③BP電極との接合界面がペロブスカイト層の再構成で強固になり特性が安定化
再現性が得られにくいが、簡便な作製プロセスである二段階湿式法
を用い、HTMフリーペロブスカイト太陽電池を作製した（下図）。
ぺロブスカイト材料はシンプルな組成を有するCH3NH3PbI3（ハロゲ
ン化鉛ペロブスカイト）とし、電子はTiO2電極、ホールはHTM/Au電
極の代わりにカーボンナノチューブ（CNT）紙状電極（buckypaper
= BP）で集電。
ペロブスカイト太陽電池は次世代の太陽電池として期待が高まる一
方で、作り方が同じであっても初期の発電特性が一定せず、安定性
も低いことが難点として知られている。脇准教授らは、CNT に導入
した-COOH、-OHなどの酸素官能基が時間の経過とともにPbI2膜やMA
PbI3膜と強い相互作用を有することを見出し、乾燥剤入りの試料ケ
ースに保管して常温常圧で一定時間放置するだけで、その構造が本
来持つ電流－電圧特性にまで次第に向上し収束することを発見（表
記掲載図参照）。測定から、電池を暗所に放置するとMAPbI3/CNT界
面抵抗のみならず、MAPbI3/TiO2 界面の電子移動抵抗も大きく下が
ることがわかった。これらの結果は作製プロセスの精度が多少悪く
ても、酸素官能基が存在することで、ペロブスカイト結晶の再構成
が常温常圧で起り、接合界面を強固に安定化することを示す。
これは、①酸素官能基がBP電極とペロブスカイト層との強い相互作
用をもたらして→②界面の劣化を抑え→③非常に大きいイオン拡散
速度を持つペロブスカイト結晶が常温で自己再構成して→④さらに
強い接合界面が形成すると結論する。
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[用語2] -COOH、-OHなどの官能基 :有機化合物を特性づける原子団
を官能基といい、炭素は硝酸や硫酸などの酸化剤によって酸化処理
された場合に炭素のエッジに酸素を含む官能基（-COOH、-OHなど）
が形成される。
[用語3] 多層カーボンナノチューブの紙状電極（bukypaper：BP）:
カーボンナノチューブの結合体による薄膜状の物質の総称。水など
の溶液に分散したカーボンナノチューブをろ過して作製する。
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放置後の試料を観察すると、①ペロブスカイト結晶粒径が大きくな
るだけではなく、②セルから炭素電極の剥離が困難であった。剥離
後のペロブスカイト層／BP電極界面を観察したところ、③通常の界
面にはない強い接合を確認（下図）。④官能基なしではペロブスカ
イト結晶粒径が大きくなるものの、界面は強固にならずに放置する
ほど劣化が進み、電池自体が黄色に変色する現象も確認。
このように強固な接合界面を多く作ることができれば、発電特性が
向上し、劣化耐性と安定性が高い太陽電池を作製することが可能に
なる。
図３.
常温常圧で88日間保管後にBPをピンセットで削って剥離させた時の
接合界面SEM像
一般に、光吸収層であるペロブスカイト材料だけではなく、ホール
を収集するためのHTM/Au電極も高湿度の環境下で劣化し、電池の安
定性を下げることが知られている。現在、水分を排除する環境下で
作製・封止されたセルにおいて、発電効率２０％以上が複数の研究
機関から報告されているが、再現性や安定性に課題があり実用に資
する数値とは言い難い。従来のHTM/Au電極に代わり、安定性向上と
コスト低減への期待から、炭素材料を使用する HTMフリーのペロフ
スカイト太陽電池が近年注目されているが、報告されている発電効
率はHTM/Au電極を使用した場合よりも低く、ペロブスカイト層で光
励起されたホールを速やかに引き出し、界面での電荷移動抵抗を下
げることが課題となっている。同時に劣化の原因となる水分のペロ
ブスカイト層への侵入を防ぐことが重要で、電極／ペロブスカイト
層の界面をできる限り強固にすることが双方の向上につながると考
えられる。つまり、東工大の脇研究室では、長年多層カーボンナノ
チューブ（BP）の欠陥制御の研究を行ってきた。ペロブスカイト太
陽電池において、接合界面でのホール収集率を高めるためには、カ
ルボキシル基（-COOH）やフェノール基（-OH）などの酸素官能基を
導入した高い仕事関数を持つ電極の使用が有効であり、これらの官
能基を導入したBPを電極に用いて太陽電池構造を作製すると、ペロ
ブスカイト層を形成するための前駆体であるPbI2膜に容易に貼りつ
けることが可能であり、 MAIに浸しても剥離せずにペロブスカイト
層が形成されるのに対して、BPに官能基を導入しないと溶液中で電
極が剥がれることがわかった。同グループはペロブスカイト太陽電
池の自己再構成メカニズムを利用して、今後は光吸収層であるペロ
ブスカイト層の組成や厚さ、電極界面などを最適化することにより、
実用化に資する高効率かつ高安定性の太陽電池を早期に作製すると
報告。
関連特許
①特開2018-147964 複合体の加熱方法、複合体の加熱装置及び光電
変換素子 国立大学法人東京大学 国立大学法人東京工業大学
図３のごとく、複合体の加熱方法は、異なる組成の第１～第３の物
質を有し、第２の物質が、第１の物質と第３の物質との間配置され
ている複合体に電磁波を照射して加熱するものである。第１の物質
と第２の物質とは、第１の物質と第２の物質との間の当接界面を介
して電荷の移動を伴う仕事関数差を有する。第３の物質は、可視又
は近赤外域の光を吸収するハイブリッド半導体からなる。記複合体
に照射される電磁波の電場の振動方向と前記当接界面とのなす角度
は０～４５°である。電磁波の電場の振動方向は、静的分極又はキ
ャリアの注入方向に対して交差する方向である。電磁波の振動電場
の強度が最も高くなる位置を含む領域に複合体を設置又は搬送して
複合体に前記電磁波を照射する。電磁波を照射して異なる組成を有
する第１の物質と第２の物質との間の当接界面の分極又は注入キャ
リアを揺動させることで、第２の物質に接する第３の物質を加熱焼
成する。
②WO2016/035832 カーボンナノチューブ膜を有する透光性電極、太
陽電池およびそれらの製造方法 アールト ユニバーシティ
図２のごとく、透光性基板、前記透光性基板上に直接または間接に
設けられたカーボンナノチューブ膜、および、前記カーボンナノチ
ューブ膜上に直接設けられた酸化金属膜を有する透光性電極の製造
方法であって、前記カーボンナノチューブ膜の片面または両面に、
周期表第４族、第５族または第６族に属する金属元素と酸素とを含
む前記酸化金属膜を蒸着させる工程を有する製造方法を提供する。
本発明は、透光性基板、および前記透光性基板上に直接または間接
に設けられた導電性のカーボンナノチューブ膜を有する透光性電極
を提供する。
③特開2016-175836 ＣＮＴゴム組成物及びＣＮＴ成形体 国立研究開
発法人産業技術総合研究所
【要約】
ＣＮＴの優れた電気的特性や熱伝導性、機械的性質を維持しつつ、
分散性が高く、安定したＣＮＴの分散液、ＣＮＴ成形体、ＣＮＴ組
成物、ＣＮＴ集合体及びそれらの製造方法の提供を課題とする。
④特表2012-533856 燃料電池用の勾配多孔性および触媒密度を有す
る触媒電極 フロリダ・ステイト・ユニバーシティ・リサーチ・ファ
ウンデイション・インコーポレイテッド
【要約】
勾配触媒構造（１２０または１４０）を備える燃料電池（１００）
の膜電極集合体（１１０）と該膜電極集合体を製造する方法。勾配
触媒構造（１２０または１４０）は、複数の触媒ナノ粒子、例えば、
層状バッキーペーパーに配置された白金を含み得る。層状バッキーペ
ーパーは、少なくとも第１の層および第２の層を含み得るとともに、第
１の層は第２の層に比べて低い空隙率を有し得る。勾配触媒構造（
１２０または１４０）は、層状バッキーペーパーの第１の層に単層
ナノチューブ、カーボンナノファイバー、またはこれら両方を含み
得るとともに、層状バッキーペーパーの第２の層にカーボンナノフ
ァイバーを含み得る。膜電極集合体（１１０）は、少なくとも０．
３５ｇｃａｔ／ｋＷ以下の触媒利用効率を有し得る。
❦ １２年前、色素増感太陽電池の事業開発に従事し、安定性の悪
さの克服の基礎研究に１０年程度かかると判断し中間総括している
が今回の論文でその理由が示され腑に落とす。また、バッキーペ－
パーのように、本格的な「黒の革命」の到来も確認できた。そう、
見るべきものは見て来たこと。
大規模・汎用量子計算を実行できる量子もつれの生成に成功
新しいアプローチで量子コンピューター実現に突破口
１０月２１日、東京大学の研究グループは、ゲート方式とは異なる
一方向量子計算方式に着目し、あらゆる量子計算のパターンを重ね
あわせた状態である汎用的な量子もつれ（２次元クラスタ状態）を
世界で初めて生成することに成功したことを公表。２次元クラスタ
状態を用意することができれば、それを構成する各量子ビットを測
定するだけでどのような量子計算も行えるため、ゲート方式のよう
な量子ビット間の配線は必要としない。今回、大規模な２次元クラ
スタ状態を実現するため、独自の時間領域多重方式を用いて大規模
な２次元クラスタ状態を少数の光学素子で生成する新しいシステム
をデザイン・構築し、実験的に状態の生成と検証を行う、それに加
えて、このシステムから生成された２次元クラスタ状態を利用し、
効率的に計算を行う方法も理論的に考案。
一方向量子計算方式
これにより、現在主流のゲート方式における配線の問題を回避し、
量子計算の規模を従来よりも飛躍的に拡大できる突破口が明らかに
なり、実用的な量子コンピュータへの新たな道を開拓。量子コンピ
ュータは幅広い分野での応用が期待され、実現に向けて世界各国で
開発が進められている。現在主流の開発方式はゲート方式と呼ばれ
まず、量子ビットを一個ずつ作製し、それらを組み合わせて計算す
るために量子ビットの間を配線した上で、量子操作を順に行いなが
ら計算を実行。実際に、ゲート方式に基づいて、超伝導回路やイオ
ントラップを用いた量子コンピュータ開発が進められているが、こ
の方式では量子ビットの数が増えれば増えるほど、量子ビット間の
配線が複雑化されていくことがボトルネックとなっており、大規模
化へ技術的な限界が見え始めつつある。
今回、研究グループは、このゲート方式とは異なる「一方向量子計
算方式」を採用。この手法は、はじめに多数の量子ビットから構成
された量子もつれ状態（クラスタ状態）を用意し、個々の量子ビッ
トを測定することで計算を行う。十分な量子ビットの数かつ適切な
量子もつれの構造を持つクラスタ状態さえ用意することができれば、
あとは個々の量子ビットを測定するだけでどのような量子計算でも
可能となり、ゲート方式のような量子ビット間の配線も必要なくな
る。ここでいう「適切な量子もつれの構造を持つクラスタ状態」と
は、複数の入力を用いたどのような量子計算でも実現できる汎用的
な量子もつれである「２次元クラスタ状態」のことだが、この２次
元クラスタ状態の生成がこれまで、「一方向量子計算の最重要要素
でありながら、約２０年もの間実現されていなかった難所だった」。
この２次元クラスタ状態実現の鍵となったのは、現在主流の超伝導
やイオントラップとは性質が異なる光を使った「時間領域多重技術」。
グループは、これまでにも時間領域多重技術の開発を進め、この技
術を用いた量子もつれ状態生成の実験も行ってきたが、生成された
量子もつれは「いずれも一方向量子計算に使うには不十分だった」。
そこで今回、時間領域多重の技術を使った新しいセットアップを考
案したことで、２次元クラスタ状態の生成に成功した。●
今回の2次元クラスタの生成系の概要図。必要な要素は4つのスクイ
ーズド光源、5つのビームスプリッター（部分透過ミラー）と2つの
光学遅延系で、スクイーズド光源が動作している限り、2次元クラ
スタの長辺（ステップ数）の長さはいくらでも長くすることができ
るという。短辺（入力数）は2つの遅延系の長さの比で決まる。今
回は短い方が12m、長い方がファイバーによる40m（空気中の60mに
相当）で5倍の違いがあるため、5入力を扱える2次元クラスタ状態
となっている。入力数を増やしたいときはこの比だけ増やせばよく、
他の光学素子の配置を変更する必要はない。このシステムは大規模
な2次元クラスタ状態を容易に生成することができ、さらに2つの遅
延系の長さの比さえ変えれば原理的にどれほど大きいクラスタ状態
でも作ることが可能になっているという。出典：東京大学
時間領域多重のイメージ図。
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●従来の光の量子もつれの生成実験（上）では１つの量子的な光源
（スクイーズド光源）を１つの量子ビットとして扱ってきたが、こ
の方法の場合、大規模な量子もつれを作るためには、量子ビットの
数に応じて光源も用意しなければならず、技術的に極めて困難だっ
た。グループが開発した時間領域多重方式（下）では、１つの量子
的な光源から連続的に出てきた光を時間的に区切り、区切った１つ
１つの波束（パルス）をそれぞれ量子ビットとして扱うことで、１
つの光源から無数の量子ビットを生成することを実現。
常温動作する10円玉大の量子コンピュータチップの実現も
今回実現した２次元クラスタ状態は、２万５千光パルスの大規模量
子もつれになっており、原理的には５入力、5000計算ステップの任
意の量子計算が実現可能。今後、クラスタ状態の質や計算に使える
入力数、ステップ数も増やしていく方針で、ステップ数は現在でも
実質的に無限で、入力数は最先端技術を使えば１万個程度までの増
加が見込まれる。
スピン流を高効率で輸送できる新たな材料を発見
スピントロニクスの常識を覆す
１０月１９日、東北大学らの研究グループは、スピントロニクス材
料として利用することが難しいと考えられていた常磁性絶縁体ガド
リニウムガリウムガーネットが、スピン流を伝播する有用な材料に
なりうることを実証できたことを公表。
【要点】
①常磁性絶縁体ガドリニウムガリウムガーネットが、長距離かつ高
効率にスピン流を運ぶことを実証した。
②従来スピン流輸送に必要と考えられていた磁気秩序に頼らず、微
弱な原子磁石の間の相互作用だけで絶縁体中をスピン伝播できるこ
とがわかった。
③磁気秩序物質（強磁性・反強磁性）を主な研究対象にするスピン
トロニクス分野で、磁気秩序のない物質群（常磁性）を利用する可
能性を示した。
【要約】
スピン流を効率的に伝達する新しい材料の発見は、スピントロニク
スと材料科学にとって重要。電気絶縁体Gd3Ga5O12（GGG）は、磁性
膜を成長させるための標準的な基板であり、スピン流発生器となる
可能性があるが、スピン流の優れた導管とは見なされていない。こ
こでは、数ミクロンにわたる常磁性GGGのスピン電流伝搬を報。驚
くべきことに、スピン輸送は100 Kの温度まで持続します≫ ≫ Tg
= 180 mK、GGGの磁性ガラスのような転移温度。 5 Kおよび3.5 T
では、スピン拡散長λGGG= 1.8±0.2μmおよびスピン伝導率σGGG
=（7.3±0.3）×104 Sm-1が記録品質の磁石Y3Fe5O12（YIG）よりも
大きいことがわかる。交換剛性は、従来のモデルに挑戦し、スピン
トロニクスデバイスの新しい材料設計戦略を提供する効率的なスピ
ン輸送には必要ないと結論付けている。
❦ 量子コンピュータの実用普及は１０年後にはじまっているだろ
う。それは現在のコンピュータと併存しているはずだ。このような
話は面白いが、環境リスク高まれば停滞する複雑な社会でもある。
人口減少時代のまちづくり⑭
２１ シングル・マザーの生活困難の実態は
【要点】
①シングル・マザーの約年収２００万未満の非正規雇用格差社会と
は、所得格差、賃金格差によって富裕層と貧困層に二層化した社会
をいう。
②未婚のシングル・マザーは、「寡婦制度」の支援が受けられない。
③未婚のシングル・マザーは急増傾向にある。
１．シングル・マザーの実態
「シングル・マザー」とは、一人で子どもを育てる母親のこと。
シングル・マザーには、法的な婚姻関係になく子供を生んだ女性（
未婚の母親）。あるいは離婚や死別して子供を養育している母親が
含まれる。総務省「２０１０年度国勢調査産業等坊本集計」による
と、我が国のシングル・マザーの総数は、１０８万２千人です。そ
の世帯区分別に見ると、「母子世帯」のは親が７５万６千入、「他
の世帯がいる世帯」の母親が、３３万人。シングル・マザーを配偶
関係でみると、離婚が８７万人、未婚が１３万人、死別が８万人と
なっている。そのうち未婚のシングル・マザーが２０００年から
１０年にかけて約６万３千人から１３万２千人と急増している。
２ シングル・マザーが抱える問題
厚生労働者が実施した「ひとり親家庭の現状調査（２０１５ 年）
」によると、「ひとり親家庭の総体的貧困率（地域社会の平均的な
生活水準と比較して、所得が跨しく低い状態）」が５４％。貧困に
あえいでいるシングル・マザーは５０％以上もいるのに、生活保護
受給率は１４・４％となっています。シングル・マザーの年収の約
４２％が年収２００万未満の非正規雇用が大半を占め、その生活実
態は、家賃が払えない、子どもに食事を満足に俘えられない、子ど
もの給食費が払えない、修学旅行に行かせられないなど、様々な貧
困問題が浮彫りになっている。未婚のシングル・マザーには、死別
や離婚のシングル・マザーと毀なり「寡婦制度」が受けることがで
きないなど、支援制度の改善が求められている。ひとり親家族に対
して支援制度の情報が不足したりして、手続きがされないケースが
多く見受けられます。例えば、生活保護は国が定めたセーフティネ
ットのひとつで、「最低限、人間らしく生活を送るため」の制度で
す。しかし、貧困から脱出するには、各自治体にいる ケースワー
カーや地域の民生委員などに相談し、「生活保護は受けたくない」
など、社会的孤立を防ぐ必要がある。自治体にはひとり親家庭の手
当ての減免・免除措置として、住宅手当、医療費助成制度、国民年
金の免除、保育料の免除や減免、水道料金の減免などの制度がある
が、自治体によっては丁寧な説明もなく、本来受けられるべき制度
が十分に活用されていないケースが見受けられる。
３ 貧困問題の解決方法は
国や自治体の「ひとり親家庭」などの支援施策は、経済的に厳しい
状況に置かれている問題を解決するために、就職により自分に向け
た就業支援を植本に、住まい支援・生活支援・学習支援などの総合
的な支援を展開している。例えば、全国１０８か所に「母子家庭等
就業・自立センター」を配匿している。センターでは就業の相談・
就業情報の提供・在宅就労支援などを展開している。また、看護師・
介護福祉士・保育士・理学療法士など、資格取得に必要な期間に給
付金を支給してくれる「高等商業訓練給付金制度」などもある。－
方で、行政機関ではできにくい、きめ細かな自在支援をＮＰＯなど
が活動を展開しています。例えば、岩手県のひとり親支援ＮＰＯ「
イングルいわて」ではシングル・マザーを精神的に支援し、職裳訓
練を施して再就職への道筋を包括的に支援する活動を行っている。
キーワード 貧困問題／非正規雇用／事実婚の増加