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【特集】ペロブスカイト半導体の最先端

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ペロブスカイト太陽電池の原理と高性能化技術
Perovskite Solar Cell-Principles and High Performance Development

　塗工による低コストの製造が可能な高効率次世代太陽電池として開発の進むペロブスカイト太陽電池について,ハロゲン化ペロブスカイト結晶半導体の特徴,光発電の原理と従来の太陽電池との性能の違いを解説する。とくに,出力電圧が高く低照度の光に対して高い効率を維持する特長を,IoTを含めた用途開発につなげる可能性を紹介する。

【目次】
1　ペロブスカイト太陽電池の特徴
2　ハロゲン化ペロブスカイトの光物性
　2.1　イオン結晶としての特徴
　2.2　欠陥の生成に寛容な光物性
3　高い電圧が支える高い変換効率
4　無機ペロブスカイト半導体の高効率化
5　軽量フレキシブルなIoTデバイス

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太陽光発電のパラダイムシフトに繋がるか　―有機金属ハライドペロブスカイト太陽電池セル・モジュールの現状と展望
The Current Situation and Future Prospects of the Organometal Halide Perovskite Solar Cells and Modules:
Does it Lead to a Paradigm Shift of the Photovoltaic Power Generation?

　有機金属ハライドペロブスカイトを発電層に用いたペロブスカイト太陽電池は,世界の次世代太陽電池研究開発の中心的な存在となっている。2019年には変換効率が25%を超え,その値は現在も着々と更新されており,モジュール開発も進んでいる。本稿では,これらのペロブスカイト太陽電池セル・モジュールの現状と展望について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　PSCの3種類の構造
3　ペロブスカイト材料の組成は多彩
4　PSCモジュール
5　PSCを用いたタンデム太陽電池
6　おわりに

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鉛フリー化に向けた高純度スズ系ペロブスカイト半導体膜の作製
Fabrication of Highly Purified Tin-based Perovskite Films toward Lead-free Perovskite Solar Cells
　
　ペロブスカイト太陽電池を広く社会実装するためには,材料の鉛フリー化技術開発が強く求められている。本稿では,鉛フリー化材料として,スズ系ペロブスカイト半導体に焦点をあて,材料の高純度化技術および塗布成膜技術開発の観点から,我々の研究成果を中心に,本分野の研究開発の最前線を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　高純度化前駆体材料の開発
3　Sn系ペロブスカイト太陽電池:各材料のエネルギー準位
4　Sn系ペロブスカイト薄膜のモルフォロジー制御
5　高純度化Sn系ペロブスカイト薄膜の作製法:Sn4+スカベンジャー法の開発
6　高純度化法のSn-Pb混合系ペロブスカイトへの応用
7　ペロブスカイト層の表面パッシベーション法の開発とその効果
8　終わりに

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ミストデポジション法によるペロブスカイト結晶の作製
Fabrication of Perovskite Crystals by Mist-Deposition Method

　炭素繊維強化樹脂(CFRP)の製造において,炭素繊維間に樹脂を含浸する際,樹脂を溶融・加圧するのではなく,電気の力を利用して樹脂を含浸する電着樹脂含浸法を開発した。この方法は,炭素繊維の配向自由度やCFRPの立体成形性が高く,生産性に優れる。また,セルロースナノファイバーを母材樹脂に添加することもでき,CFRPの強度が向上する。

【目次】
1　はじめに
2　ペロブスカイト太陽電池の製造技術
3　超音波噴霧を利用した薄膜作製技術
4　ミストデポジション法によるペロブスカイト結晶の作製
5 まとめ

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ぺロブスカイトを用いたLED からレーザーへの展開
From Perovskite LED to Laser Devices

　本稿では,有機・無機ペロブスカイト構造を用いたLED素子からレーザーデバイスへの展開について述べる。励起状態における励起子失活の制御や極低温での動作によるレーザー閾値低下の可能性など,将来の電気励起に向けた可能性について言及する。

【目次】
1　ペロブスカイトLED(Pe-LED)の歴史
2　ペロブスカイト薄膜からのレーザー発振
3　三重項励起子による発光の失活(STA)
4　おわりに

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[Material Report-R&D-]

バイオプラスチックとしての酢酸セルロースの展開
Development of Cellulose Acetate as Bioplastic

　使用済みプラスチックが適切に回収・廃棄されていないことによる環境汚染が問題となっている。生分解性プラスチックは,自然環境汚染を軽減できる素材として期待されている。木材・綿花由来のセルロースを原料とする酢酸セルロースは生分解性バイオマスポリマーである。本稿では酢酸セルロース概略とプラスチック用途展開について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　酢酸セルロースの概略
3　酢酸セルロース樹脂とは
4　酢酸セルロース樹脂の特長
　4.1　機械物性
　4.2　抗菌性
　4.3　生分解性
5　用途展開

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レーザー印字対応フィルム「レザイアTM」の開発と展望
Development and Prospects of Laser Printable Film “LesireTM ”

　近年,レーザーを用いた印字が注目を集めており,当社は業界に先駆けて単体でレーザー印字できるフィルム「レザイアTM」を開発した。レザイアTMには透明タイプと乳白タイプがあり,用途によって使い分けが可能である。本稿でレザイアTMの印字原理と技術的特長を述べ,今後の開発における機能付与の方向性や環境問題への取り組みについても紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　レーザー印字の特長・原理
　2.1　従来技術の特長・原理
　2.2　レザイアTMの特長・印字原理
3　レザイアTMの物性
4　今後の開発の展望
　4.1　OPPベースの高耐熱化
　4.2　リサイクル性能の検証
5　おわりに

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超耐熱ガラス繊維不織布「BarrifireTM(バリファイヤ)」の開発
Development of Superior Heat Resistant and Fireproof Boards and Sheets, “Barrifire Series”

　超耐熱ガラス繊維不織布「BarrifireTM」には,シートタイプのGPシリーズとボードタイプのGWBシリーズがある。元来,電気自動車のバッテリーの延焼防止用シートとして開発されたGPシリーズはシート状で薄く,高い耐熱性と耐熱性を有している。元来,建材に向けて開発され,リサイクルグラスウールを主体としたボードタイプのGWBシリーズも同様に,高い耐熱性と耐火性を有している。

【目次】
1　はじめに
　1.1　当社の不織布事業
　1.2　当社のガラス繊維不織布の概要
　1.3　従来の無機繊維シートについて
2　超耐熱ガラス繊維不織布「BarrifireTM」の開発動機と経緯
　2.1　BarrifireTM GPシリーズ(シートタイプ)
　2.2　BarrifireTM GWBシリーズ(ボードタイプ)
3　超耐熱ガラス繊維不織布「BarrifireTM」の特長
　3.1　BarrifireTM GPシリーズ(シートタイプ)
　　3.1.1　耐火,耐熱性能
　　3.1.2　断熱性能
　　3.1.3　絶縁性
　　3.1.4　その他の特性
　3.2　BarrifireTM GWBシリーズ(ボードタイプ)
　　3.2.1　耐火,耐熱性能
　　3.2.2　断熱性能
　　3.2.3　絶縁性
　　3.2.4　その他の特性
　3.3 BarrifireTM GPシリーズ(シートタイプ)とGWBシリーズ(ボードタイプ)の特性のまとめ
4　超耐熱ガラス繊維不織布「BarrifireTM」の用途・応用分野・将来展望
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[Market Data]

産業用3D プリンターの方式別動向

1 材料押出方式
　1.1　概要
　1.2　特徴
　1.3　主な素材
　1.4　代表的な装置メーカー
　1.5　市場動向
　1.6　メーカー動向
2 液槽光重合方式
　2.1　概要
　2.2　特徴
　2.3　主な素材
　2.4　代表的な装置メーカー
　2.5　市場動向
　2.6　メーカー動向
3　シート積層方式
　3.1　概要
　3.2　特徴
　3.3　主な素材
　3.4　代表的な装置メーカー
　3.5　市場動向
　3.6　メーカー動向
4　結合剤噴射方式
　4.1　概要
　4.2　特徴
　4.3　主な素材
　4.4　代表的な装置メーカー
　4.5　市場動向
　4.6　メーカー動向
5　材料噴射方式
　5.1　概要
　5.2　特徴
　5.3　主な素材
　5.4　代表的な装置メーカー
　5.5　市場動向
　5.6　メーカー動向
6　粉末床溶融結合方式
　6.1　概要
　6.2　特徴
　6.3　主な素材
　6.4　代表的な装置メーカー
　6.5　市場動向
　6.6　メーカー動向
7 指向性エネルギー堆積方式
　7.1　概要
　7.2　特徴
　7.3　主な素材
　7.4　代表的な装置メーカー
　7.5　市場動向
　7.6　メーカー動向

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触媒工業の市場動向

　2020年度の国内の触媒工業市場は,新型コロナウイルス感染症の世界的流行の影響を受け,工業用,環境保全用ともに生産量は前年比1割弱減少した。全体の触媒生産量は前年比11.7%減の9万1,041トン,出荷量は同11.7%減の9万1,199トンであった。出荷金額は同13.4%増の5,063億3,100万円に増加した。工業用触媒の最大用途である石油精製用触媒は前年比83.6%の3万9,865トンに減少した。低燃費車や電気自動車の普及,自動運転技術の開発などにより,国内需要は今後,減少傾向が続くと予想される。一方,中国やインドをはじめアジア圏の新興国における石化産業の発展と,自動車保有台数の増加は今後も続くと予想され,グローバル需要は堅調に推移すると予想される。それに伴い,環境保全用触媒の主力である自動車排気ガス浄化用触媒は,排ガス規制の世界的な厳格化の影響を受けて需要の増加が見込まれ,高性能触媒の開発が喫緊の課題となる。

1　業界概要
2　市場動向
　2.1　石油精製用
　2.2　石油化学製品製造用
　2.3　高分子重合用
　2.4　油脂加工・医薬・食品製造用
　2.5　自動車排気ガス浄化用
3　輸出入動向
4　需要
5　企業・技術動向

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[Material Profile]

ヘキサメチレンジアミン