僖公二十三年:晋の文公、亡命十九年 / 晋の文公制覇の時代
※ 前七世紀末、天下の覇者となった晋の文公(重耳:ちょう
じ)には、即位するまえ、長い雌伏の時代があった。すな
わち、父献公の寵愛する驪姫の姦計(驪姫の禍)により出
奔を余儀なくされたかれは、諸国を流浪する。父に追われ、
異母兄弟にねらわれての逃避行のすえ、本国に帰って即位
したのは、嬉公二十四年のことである。その間の人間模様
がここに一括して記されている。この条、経文はない。
※ 天の贈りもの:まず一行は衛国に立ちよったが、衛の文公
が礼遇しなかったため、そうそうに都城を出て五鹿という
村にさしかかった。餓えを覚え、村人に食物を求めたが、
村人たちは食物のかわりに土くれを投げてよこした。カツ
となった公子はその男を鞭でなぐりつけようとしたが、子
犯(しはん:狐他のこと)がこれを制した。「天のくださ
れた贈物です。ありかたく頂戴しましょう」子犯は、うや
うやしく一礼すると、その土くれを車中にしまった。
★ 子犯のことばは「土を得だのは国を得るしるしだ」として
公子の怒りを解き、かつこれを励ましたのである。不遇の
ときの心構えとしてよく引用される。
【RE100倶楽部:太陽光発電篇】
さて、今回で25回目となる連載も、再エネ百パーセントのビジョンも、風力タービン発電は理論限界
値に漸近、太陽光パネルは、理論限界値に漸近する商用の量子ドット型アルファ器の出現を。また、蓄
電システム池や水電解型水素製造装置は最高品質の商用アルファー機の出現を、同じく、燃料電池蓄電
池やバイオマス発電/ボイラーのアルファ機を、併せて、ゼロエネルギー住宅/高層ビルや省エネ推進
を進める最終段階に入る。後5年もあれば逐次目標をクリアしていくだろう。今夜は、量子ドット工学
最新技術に注目する。
【量子ドット工学講座 No.39】
● 事例研究:特開2017-084942 光電変換装置 京セラ株式会社
量子ドットは、通常、その周囲を量子ドット自身のバンドギャップよりも大きなバンドギャップの障壁
層で囲む。このため、理論的に電子のフォノン放出エネルギーの緩和が起こりにくく消滅し難いと考え
られてきたが、量子ドットを集積させ量子ドット集積部を形成した場合は、量子ドット内の生成キャリ
アは、障壁層を含む量子ドット集積部内の欠陥と結合し消滅しやすく、キャリア密度が低下し、電極ま
で到達できる電荷量の低下が起こり、光電変換効率があがらないので、量子ドット集積部内のキャリア
収集能力を高める構造に関し種々提案されている。
下図7は、従来の光電変換装置の断面模式図の一例。図7に示した光電変換装置100は、光透過性の
基板101の上面側に、透明導電膜103、キャリア収集部105、複数の量子ドット107aを有す
る量子ドット集積部107および電極層109が、この順に積層構成されている。この中で、キャリア
収集部105は、膜状に形成された基部層105aと、この基部層105aの表面から量子ドット集積
部107内に進入するように延びた柱状部材105bとを有する構成になっているが、キャリア収集部
105には、通常、酸化亜鉛などの金属酸化物を用いる。
この 光電変換装置の場合、太陽光などの光により量子ドット集積部107で生成したキャリアCは、
キャリア収集部105を構成する柱状部材105bを介して透明導電膜103まで到達する仕組みとな
っているが、柱状部材105bは細長い結晶で、通常では導電率が低く、キャリアCが透明導電膜10
3まで到達し難くく、曲線因子(FF)――(Pmax)/(Voc×Isc)として定義される。ここで、
Vocは開放電圧、Iscは短絡電流、Pmax(最大出力)はバイアス電圧を変化させ電流値を測定した
ときの、電圧×電流の積が最大となる点である。
本件の光電変換装置は、光透過性の基板上に、透明導電膜、キャリア収集部、量子ドット集積部および
電極層がこの順に積層構成された光電変換装置で、このキャリア収集部は、透明導電膜の主面を覆うよ
うに設けた基部層と、基部層の表面から記量子ドット集積部内に向け延びた凸部とを有し、この凸部は
内部に表面層よりも抵抗の低い低抵抗部を有す。
JP 2017-84942 A 2017.5.18
下図1の光透過性の基板1上に、透明導電膜3、キャリア収集部5、量子ドット集積部7および電極層
9が、この順に積層されて構成されており、キャリア収集部5は、透明導電膜3の主面を覆うように設
けられた基部層5aと、該基部層5aの表面から量子ドット集積部7内に向けて延びた凸部5bとを有
しているとともに、該凸部5bが内部に表面層5baよりも抵抗の低い低抵抗部11を有している。低
抵抗部11が透明導電膜3から延びている。低抵抗部11は透明導電膜3側が裾広がり状である構造/
構成にすることで曲線因子を高める。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、第1実施形態の光電変換装置を部分的に示す断面模式図であり(b)は(a)のA
-A線断面図である。
【図2】低抵抗部を有する凸部について、抵抗を評価する方法を示す模式図である。
【図3】第2実施形態の光電変換装置を部分的に示す断面模式図である。
【図4】図3におけるS部分の拡大図である。
【図5】(a)は、図3におけるS部分の拡大図であり、凸部の表面がうねっている状態を示す断面模
式図であり(b)は、凸部の表面層に貫通孔が形成されている状態を示す断面模式図である。
【図6】(a)は、低抵抗部が柱状である場合、(b)は低抵抗部が薄板状である場合を部分的に示す
模式図である。
【図7】(a)は、従来の光電変換装置を部分的に示す断面模式図であり(b)は(a)のA-A線断
面図である。
【符号の説明】
1基板 3透明導電膜 5キャリア収集部 5a基部層 5b凸部 7量子ドット集積部 7a量子ドット 9電極層
11低抵抗部 13光 15貫通孔
作製した光電変換装置ついて、光電変換効率を間接的に評価できる特性として、各試料のI-V特性を
測定して曲線因子(FF)を求めたところ、下表1のごとく、作製した試料のうち、低抵抗部を薄板状
とした試料No.4は、低抵抗部11を柱状とした他の試料に比較して撓みにくいものとなってる。ま
た、作製した試料を上図2の形状(平面の面積:5mm×5mm)に加工し、SSRMによる分析を行
ったところ、試料 No.12(図7)以外の試料は、低抵抗部11が3×10-3Ω・cm、その周囲の表面層
5baが7×1010Ω・cmとなり、表面層5baより低抵抗部11の方が、抵抗値が低いことを確認し
ている。
【特許請求の範囲】
光透過性の基板上に、透明導電膜、キャリア収集部、量子ドット集積部および電極層がこの順に積層されて構成された光電変換装置であって、前記キャリア収集部は、前記透明導電膜の主面を
覆うように設けられた基部層と、該基部層の表面から前記量子ドット集積部内に向けて延びた凸
部とを有しているとともに、該凸部は内部に表面層よりも抵抗の低い低抵抗部を有していること
を特徴とする光電変換装置。 前記低抵抗部が前記透明導電膜から延びていることを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。 前記低抵抗部は前記透明導電膜側が裾広がり状であることを特徴とする請求項1または2に記載
の光電変換装置。 前記凸部は表面がうねっていることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれかに記載の光電変
換装置。 前記表面層が貫通孔を有していることを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれかに記載の光電
変換装置。 前記低抵抗部が柱状または薄板状であることを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれかに記載
の光電変換装置。 前記キャリア収集部が酸化亜鉛、酸化チタンであり、前記低抵抗部がインジウムドープ酸化錫、
フッ素ドープ酸化錫、アルミニウムドープ酸化亜鉛、ホウ素ドープ酸化亜鉛およびガリウムドー
プ酸化亜鉛の群から選ばれる1種であることを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれかに記載
の光電変換装置。
● 事例研究:US 9653630 B2 金属塩処理による量子ドット太陽電池の性能
三星電子株式会社
硫化鉛物の量子ドット太陽電池の性能は、量子ドット合成後に金属塩溶液に量子ドット層を晒すことで
て改善される。塩溶液からのハロゲン化物イオンが鉛表面を不動態化し、アルカリ金属イオンが鉛の空
孔を修復する。イオン半径の小さな金属カチオンおよびハロゲン化物アニオンは、表面再結合部位を取
り除き量子ドット表面への移動を高める。塩暴露なしでリガンド交換手順のみを用いて製造したものと
比較して、金属塩処理したものは、太陽電池の曲線因子および短絡電流の双方を増加させる。いくつか
の実施形態では、塩溶液およびリガンド交換による量子ドット処理方法を含み、他の実施形態は、塩溶
液およびリガンド交換で処理された量子ドット層を有する光電池を含むものである(詳細は下図ダブク
リ参照)。
US 9653630 B2 May 16, 2017
図1は、一実施形態による光電池の一例の簡略図
図2は、図1の太陽電池セル内のレイヤを表すブロック図
図3は、一実施形態によるPVセルの略図
図4は、直列および並列の電気接続によって互いに電気的に接続された複数のPVセルを含む太陽電池モジュ
ールの概略図
図11は、量子ドットの塩処理のための異なる塩化合物を使用する電圧に対する電流密度のグラフ。
図13は、製造方法の実施形態におけるステップの例を表すブロック図
【特許請求の範囲】
光起電力セルの基板層上に量子ドット膜を堆積させるステップと、量子ドット膜を堆積した後、量子ドット膜を塩溶液で処理して量子ドット膜の構造欠陥を修復する工程と、前記量子ドット膜
上に配位子交換を行うことを特徴とする。 前記量子ドット膜を塩溶液で処理するステップは、前記量子ドット膜から過剰の塩溶液を除去す
るステッ
プをさらに含む、請求項1に記載の方法。 前記量子ドット膜の堆積が完了した後、その後の別の量子ドット膜の堆積の前に、前記量子ドッ
ト膜の別の塩処理をさらに含む、請求項1に記載の方法。 前記量子ドット膜を塩溶液で処理することが、次の別の量子ドット膜の堆積の前に正確に2回行わ
れる、請求項1に記載の方法。 前記量子ドット膜の堆積、前記塩溶液による前記量子ドット膜の処理、及び前記量子ドット層が
好ましい厚さ寸法で形成されるまでの前記リガンド交換の繰り返しをさらに含む、請求項1に記載
の方法。 光電池が最小限の電力変換効率を達成するまで、前記量子ドット膜を堆積させ、前記量子ドット
膜を前記塩溶液で処理し、前記リガンド交換を繰り返すことをさらに含む、請求項1に記載の方法。 前記太陽電池の短絡電流の値が短絡電流の選択された最小値以上になるまで、前記リガンド交換
を繰り返すことをさらに含む、請求項1に記載の方法。 前記基板層をN型半導体材料から形成するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。 硫化鉛から量子ドットを合成することをさらに含む、請求項1に記載の方法。 セレン化鉛から量子ドットを合成することをさらに含む、請求項1に記載の方法。 前記基板層を酸化亜鉛から形成することをさらに含む、請求項1に記載の方法。 前記基板層を酸化チタンから形成することをさらに含む、請求項1に記載の方法。 塩化リチウム(LiCl)、塩化ナトリウム(NaCl)、塩化カリウム(KCl)、塩化ルビジウム(RbCl)
塩化ルビジウム塩化カルシウム(CaCl 2)、塩化アンモニウム(NH 4 Cl)、塩化テトラブチルア
ンモニウム(TBACl)、塩化テトラメチルアンモニウム(TMACl)、ヨウ化カリウム(KI)、ヨウ
化ルビジウム(RbI) 、ヨウ化セシウム(CsI)、ヨウ化テトラブチルアンモニウム(TBAI)、ヨ
ウ化テトラメチルアンモニウム(TMAI)、臭化カリウム(KBr)、臭化テトラブチルアンモニウム
(TBABr)、臭化テトラメチルアンモニウム(TMABr)およびフッ化アンモニウム(NH 4F) 前記リガンド交換を行う前に、前記複数の量子ドットを前記塩溶液で覆うステップをさらに含む、
請求項1に記載の方法。 前記複数の量子ドットを前記塩溶液で覆う前に前記配位子交換を行うことをさらに含む、請求項
1に記載の方法。 電力を生成するための太陽電池であって、第1透明外層と、前記第1の透明外層に隣接する第1の
電極と、前記第1電極に電気的に接続された透明半導体層と、前記少なくとも1つの量子ドット膜
を塩溶液で洗浄して配位子交換した少なくとも1つの量子ドット膜を含む量子ドット層と、前記透
明半導体層とP-N接合を形成する量子ドット層と、第2の外側層と、量子ドット層と第2の外層との
間の界面層とを含む。 前記量子ドット層は、複数の量子ドット膜をさらに含み、前記複数の量子ドット膜のそれぞれは、
塩溶液で洗浄することによって、前記複数の量子ドットのうちの別のものの前に配位子交換によ
って改質されている、請求項16に記載の光電池。ドットフィルムが堆積される。 前記量子ドットは、前記光起電力セルが選択された最小値の電力変換効率を有するまで、配位子
交換によって改質される、請求項16に記載の光起電力セル。 前記第1の電極は、可視光に対して透明な層として形成されたインジウム錫酸化物(ITO)を含む、
請求項16に記載の光起電力セル。 前記光電池が、少なくとも4パーセントの電力変換効率を有する、請求項16に記載の光電池。 長鎖の配位子で安定化された量子ドットの溶液を合成する工程と、透明半導体層上に量子ドット
膜を堆積する工程と、量子ドット膜の2回の塩処理によって量子ドット膜の欠陥を修復する工程と、
選択された時間の間、前記量子ドット膜を塩溶液で覆うステップと、前記量子ドット膜を塩溶液
で覆うステップとを含むことを特徴とする方法。
● 事例研究:特開2017-080425 細胞および細胞組織の処置のためのデバイス
および方法 メルク パテント ゲーエムベーハー
光線療法は、広範な治療疾患や美容用いられ、LEDまたはレーザーで、外傷、損傷、頚部痛、変形性
関節炎の化学療法、放射線療法の副作用処置に用いられ。座瘡の処置/予防は、状態の程度に応じ、治
療と美容の双方の要素をもつ。乾癬、アトピー性皮膚炎や他の疾患についても同様で、美容に関わる変
化は、心理学的変容が疾患を生み出し、アンチエイジング、抗しわ、座瘡、白斑の防止/治療を果たす。
ところで、光線療法の作用の1つに、ミトコンドリアの代謝刺激があり、特定波長光で、アデノシン三
リン酸(ATP)の形の不可欠な細胞エネルギー産出を担う酵素のシトクロムcオキシダーゼを刺激す
る。ATPは、熱力学的に不利な生化学反応駆動の細胞エネルギー移動にあるいは細胞エネルギー貯蔵
体に必要とされる。ATPは、加齢/細胞死(酸化ストレス)につながる反応性酸素化学種及び一酸化
窒素の調節のシグナル分子として機能する。光線療法の後、細胞は、代謝の増加を示し、より良く情報
伝達を行いストレスに耐え、外傷の治癒、結合組織の修復、組織の修復、組織の死の防止、炎症、痛み、
急性損傷、慢性疾患、代謝異常、神経因性の痛みおよび季節性影響障害の緩和に適用できる。
光利用の別の分野は、様々な癌処置があり、癌治療の光力学的療法(PDT)は、光が薬剤と連係して
用いるが、様々な皮膚/内部疾患処置に用いることもでき、光薬剤の感光性治療薬剤が、処置対象の部
分に、外部から、または内部から与えられ、光薬剤の活性化に、適切な振動数/強度の光に晒す。様々
な光薬剤が、現在、入手可能であり、内部悪性腫瘍のために主に用いられる注入可能薬剤もある。多く
の場合、薬剤には代謝非活性型を用いる。
従来法の光線療法/光力学的療法(PDT)では、患者の低コンプライアンスな不快な大きな光源が主
流を占め、デバイスの多くは、固定状態で使用――病院/診療所で、医療専門家の管理が必要な光源は、
部分照射の場合でさえ、処置対象外の部分までも照射し副作用をともなう可能性がある。
以上の理由から、細胞および細胞組織の処置のための、改善された光線療法のための電子デバイスの提
供に、発光電気化学セル(OLEC)と、量子ドットを含む発光電気化学セル(QD-LEC)、およ
び量子ドットを含む有機発光デバイス(QD-OLED)から選択される光源を備え、可撓性のあるポ
リ(エチレンナフタレート)(PEN)を、OLCEおよびQD-OLECのための基板として用いる
ことが提案されている(詳細は下図ダブクリ参照)。
● 事例研究:特開2017-083837 感光性組成物及び量子ドット-ポリマー複合体パターン
並びに量子ドット 三星電子株式会社
本件の感光性組成物は、高分子外層を有する量子ドットと、カルボキシ基(-COOH)含有バインダーと、炭素
-炭素二重結合を含む光重合性単量体と、光開始剤と、溶媒と、を有する感光性組成物で、この高分
子外層は、量子ドットの表面、その表面に結合された有機リガンド化合物、またはこれら全てと相互
作用する残基を有する第1繰り返し単位、及び反応性残基を有する第2繰り返し単位とを含むコポリ
マーを含む。構造ことで、量子ドット-ポリマー複合体パターンを提供できる感光性組成物の提案で
ある(詳細は下図をダブクリ参照)。
以上の4件を記載した。その他、波長変換素子、半導体デバイス、発光デバイス、量子コンピュータ
など応用が進み新しい事業プラットフォームを形成しつつある。実に面白い。
● 今夜のアラカルト
● 70年代の三つの反措定
「国民は国王のために、国王は自分のために」、これは現在北朝鮮へのためにある。米ジョンズ・ホプキンス
大高等国際問題研究大学院・米韓研究所のジェニー・タウン副所長は29日、東京都内でインタビューに
応じ、北朝鮮の相次ぐミサイル発射に関し「技術的な進展を目指す側面もあるが、政治的な理由が反映
されている」と指摘、「米中両国の圧力に対する反応であり、米国が強硬姿勢で臨んでも、北朝鮮は脅
しに屈しないことを示すため、さらに(ミサイル発射を)続けるのではないか」と述べた。29日に北朝
鮮が発射した弾道ミサイルについては、先の先進7カ国(G7)首脳会議(サミット)の際に行われた
日米首脳会談への反発などが背景にあるとの見方を示しているという(時事通信、2017.05.29)。
しかし、そうれだけだろうか?大軍が対峙する一触即発状態下にある。「東洋のチャウエスク政権」と
揶揄される北朝鮮である。「窮鼠猫を噛む」を字でいくようなものにしても、背後の憂いを立って臨む
のが常道である。とすると、背後の憂いとはここではロシアと中国であり、この2つの大国とたとえ反
故にされることが常であったとしてしても「不可侵条約」ごとき「密約」なくして、小国の「虚勢/火
遊び」は行えないと考える方が自然だろう。プーチの軍事調略大統領制ロシアならそれはやってそうだ。
それでは中国はどうだろう。近年「中韓の蜜月」ごとき状態であったが、中国からみると、液晶・半導
体製造技術の模倣価値を失っている現在では韓国の存立はもはや不要だと考えても不自然ではないだろ
う。とすると「韓国併合」が北朝鮮の「キー戦略」に遡上する。この絵に従えば見えないものが見えて
くる。「危うし韓国」そして、第二次朝鮮動乱lの可能性である。
こんな事を考えていると「70年代の三つの反措定」を追憶するに至る。20代は日替わりメニューの
ように価値観が変貌した時代である。山のような実践や著書を読み漁った季節。その時代のキーワード
は、「反帝・反スタ・反合」の三つの反措定。この反帝國主義・反ロシアマルクス主義・反合理化主義
の共通するのは「人間の奴隷化」であり、それぞれ領土拡張、特定イデオロギー支配、資本により労働
搾取、そして、福祉主義(=自由×民主×共生)を実践的に定立させるというのであり、「共生」とは
内にあっては、差別・格差の、外にあって、環境破壊の是正である。欧州共同体を除き、米・中・ロの
三大国は国内で火種を抱えて込んでいる。最も、わたしたちの福祉主義に近い米国ですら「反帝・反スタ・
反合」的側面で病み世界化し、史上最大の格差拡大の混乱の基底をなす。因みにロシアは「反帝・反スタ・
反合」、中国は「反帝・反スタ・反合」と恣意的に評価できる、あらため「一念(サティ)通天」を追憶す。