材料化学系 野々口斐之 准教授らの研究グループは、カーボンナノチューブを「電子」を運ぶ素材に変換する新しい化学技術を開発しました
材料化学系 野々口斐之 准教授らの研究グループは、軽くて丈夫な炭素材料「単層カーボンナノチューブ（以下SWCNT）」を“電子を運ぶn型材料”へと変換する新しい化学技術を開発しました。これにより、ペロブスカイト太陽電池(PSC)注1）において、従来の金属電極（銀など）を用いずに発電できる新しい電極を実現しました。
研究グループは、リンを含む有機化合物を使ってSWCNTに電子を注入し、導電性を保ったままn型化することに成功しました。さらに、フラーレン誘導体を用いた後処理を組み合わせることで、電子がよりスムーズに流れるようになり、電極の安定性も大幅に向上しました。この新しい方法により、太陽電池の発電効率は従来の5.1%から8.03%へと大きく向上しています。
分析の結果、リン化合物がSWCNTに電子を供与することで、電子エネルギー準位（フェルミ準位）が上昇し、実際に電子伝導が生じていることが確認されました。これは、単なる表面変化ではなく、材料内部の電子状態が変化していることを示しています。また、ドーピングによってSWCNT表面が水をはじく性質（疎水性）を持つようになり、湿気による劣化を抑えることにも成功しました。その結果、封止処理を行わなくても500時間後に初期性能の50%以上を維持する高い耐久性を示しました。
今回の成果は、資源問題や環境負荷の低減にも貢献し、持続可能なエネルギー社会を支える新たな技術として期待されています。
本件の詳しい内容はこちら（PDF）
本研究成果は、2025年10月31日（現地時間）に学術雑誌『Journal of Materials Chemistry A』（外部リンク）にて公開されました。
＜用語説明＞
注1）ペロブスカイト太陽電池：
ペロブスカイト構造の有機無機ハイブリッド材料を発電層に用いた太陽電池。高効率かつ低コストで製造可能なため、従来のシリコン太陽電池に代わる次世代の太陽電池として注目されている。
【このページに関する問い合わせ先】
総務企画課広報係
TEL：075-724-7016
E-mail：koho[at]jim.kit.ac.jp（※[at]を@に変換してください）