筑波大学数理物質系の守友浩教授や物質・材料研究機構太陽光発電材料ユニットの安田剛主任研究員らは、有機太陽電池が発電する機構を解明した。
電子と正孔が強く結びついた励起子は、自らが持つ運動エネルギーにより、電子を授受する界面で分離することを見いだした。



　半導体は、光により励起されると電子と正孔を生成。有機太陽電池では、電子と正孔が強く結びついた励起子の状態になる。光を電流に変換させるに は、電子を与えるドナーと受け取るアクセプターの界面で励起子を電子と正孔に分離する必要がある。ただ、その仕組みや条件は分かっていなかった。
　 研究グループは、ドナーとアクセプターがナノレベルで混合した次世代太陽電池「バルクへテロジャンクション型有機太陽電池」を利用。励起子の数の時間変化 などについてパルスレーザーを使った実験で精密に観察した。その結果、界面への到達が遅い励起子は分離しなかった。光による励起直後の励起子は大きな運動 エネルギーを持つが、時間の経過で急速に失われる。このことから励起子は、運動エネルギーによって分離することを明らかにした。