創発ソフトシステム研究チーム

主宰者

主宰者名 染谷 隆夫 Takao Someya
学位 博士(工学)
役職 チームリーダー
略歴
1997 東京大学大学院工学系研究科電子工学専攻 博士課程修了
1997 東京大学生産技術研究所 助手
1998 同 講師
2000 東京大学先端科学技術研究センター 講師
2001 日本学術振興会海外特別研究員(米国コロンビア大学)
2002 東京大学先端科学技術研究センター 助教授
2003 東京大学大学院工学系研究科 助教授
2008 同 准教授
2009 同 教授 (現職)
2015 理化学研究所 染谷薄膜素子研究室 主任研究員 (現職)
2015 同 創発物性科学研究センター 創発ソフトシステム研究チーム チームリーダー (現職)

研究室概要

エレクトロニクスは、Internet of Things (IoT)、人工知能(AI)、ロボットなど高度に発展する情報通信技術(ICT)の基盤を支えることが期待されている。特に、単に演算速度や記憶容量を向上するだけでなく、地球環境やそこで暮らす人類との調和を同時に実現することが求められている。我々は、有機半導体材料など新規なソフト電子材料を創発薄膜素子に応用し、超高効率かつ人間との親和性の高い創発ソフトシステムの実現を目指している。軽量性・柔らかさ・大面積性に優れる新システムによって、従来の無機半導体と相補的な特徴を生かした応用分野を切り拓く。

研究分野

電子工学、材料科学

キーワード

有機エレクトロニクス
有機電界効果トランジスタ
有機発光デバイス
有機薄膜太陽電池
有機センサ

研究紹介

超薄型、高効率かつ安定な有機太陽電池

柔軟性の高い太陽電池は、ウェアラブルセンサおよび電子デバイスを実現するための電源として大きな期待を集めている。こうした機能を持つ太陽電池を衣服などへ貼り付けることで、e-テキスタイルなどに搭載されたウェアラブルなセンサなどへ電力を供給するシステムが実現可能になる。

我々は、基板から封止膜までの全てを合わせた膜厚が3マイクロメートルという極薄でありながら、高いエネルギー変換効率と伸縮性、耐熱性、耐水性、大気安定性、を兼ね備えた有機太陽電池の作製に成功した。この有機太陽電池は、最大エネルギー変換効率10%を達成しながら、100℃の加熱でも素子劣化が無視できるほど小さいという高い耐熱性を持っている。また、大気環境中で80日保管後の性能劣化も20%以下に抑えられている。このような高効率と高安定性の両立により、「ホットメルト手法」を用いた衣服への直接貼り付けが可能になった。

 

有機太陽電池の写真

(左)1ミクロン厚の高分子フィルム上に製造された超柔軟有機太陽電池
(右)衣服上に貼り付けた超薄型有機太陽電池の洗濯写真

メンバー一覧

染谷 隆夫 Takao Someya

チームリーダー takao.someya[at]riken.jp

福田 憲二郎 Kenjiro Fukuda

専任研究員

Sixing Xiong

特別研究員

Ruiqi Guo

特別研究員

Shin Young Lee

上級テクニカルスタッフ

Jiachen Wang

研究パートタイマーI

Baocai Du

研修生

Wenqing Wang

研修生

三宅 立馬 Tatsuma Miyake

研修生

片山 俊平 Shumpei Katayama

理研スチューデント・リサーチャーM

Kundi Zhao

研修生

主要論文

  1. Z. Jiang, N. Chen, Z. Yi, J. Zhong, F. Zhang, S. Ji, R. Liao, Y. Wang, H. Li, Z. Liu, Y. Wang, T. Yokota, X. Liu, K. Fukuda, X. Chen, and T. Someya

    A 1.3-micrometre-thick elastic conductor for seamless on-skin and implantable sensors

    Nat. Electron. 5, 784-793 (2022)
  2. Y. Kakei, S. Katayama, S. Lee, M. Takakuwa, K. Furusawa, S. Umezu, H. Sato, K. Fukuda, and T. Someya

    Integration of body-mounted ultrasoft organic solar cell on cyborg insects with intact mobility

    npj Flex. Electron. 6, 78 (2022)
  3. M. Takakuwa, K. Fukuda, T. Yokota, D. Inoue, D. Hashizume, S. Umezu, and T. Someya

    Direct gold bonding for flexible integrated electronics

    Sci. Adv. 7, eabl6228 (2021)
  4. Z. Jiang, F. Wang, K. Fukuda, A. Karki, W. Huang, K. Yu, T. Yokota, K. Tajima, T.-Q. Nguyen, and T. Someya

    Highly efficient organic photovoltaics with enhanced stability through the formation of doping-induced stable interfaces

    Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 117, 6391 (2020)
  5. S. Park, S. W. Heo, W. Lee, D. Inoue, Z. Jiang, K. Yu, H. Jinno, D. Hashizume, M. Sekino, T. Yokota, K. Fukuda, K. Tajima, and T. Someya

    Self-powered ultra-flexible electronics via nano-grating-patterned organic photovoltaics

    Nature 561, 516 (2018)

研究紹介記事