富士通研究所、光（太陽電池）と熱（熱電素子）から電気を作る有機材料の発電素子を開発

　富士通研究所は、光（太陽電池）と熱（熱電素子）から電気を作る発電素子を開発したと発表しました。2つの半導体材料（P型とN型）の接続を回路的に切り替えることで周りの環境から光と熱の両方から電気を作る有機材料は、将来的には安価に身体に着たり、付けたりすることで、携帯用端末などの電源ともなり、屋内で照明や熱から微弱電流を取り出し蓄電したり小型のデバイスを機能させたりすることが可能となるかもしれません。
　さらに、エネルギーハーベスティングという概念により、今回の光と熱に振動や圧縮、電波などから微弱ながら継続的に安定した電気を発電し、さまざまな小型の回路を人間の身の回りの生活、仕事空間から取り出すことが可能になる開発を進めるということです。

　かねてから、小型発電素子と小型電池と組み合わせると、ICタグ、通信、データー収集、スイッチON-OFF、データー蓄積など小型のスタンドアローンで駆動する機器が開発され、それらの市場は拡大することになることが見込まれています。

プレスリリース / 富士通研究所、2010年12月9日
・光と熱の両方から電力を作り出すハイブリッド型発電デバイスを開発-----Fujitsu Develops Hybrid Energy Harvesting Device for Generating Electricity from Heat and Light

-----image（”図3. フレキシブルな基板上に試作した本デバイス”） : 同リリースより

" 周りの環境から自給自足で電力を作り出すエネルギーハーベスティングの普及に大きく貢献
株式会社富士通研究所は、光と熱のいずれからも電力を取り出せる新しいハイブリッド型の発電デバイスを開発しました。これにより、エネルギー源として従来は別々に利用していた光と熱を1つの発電デバイスで利用することが可能になります。さらに、コストを抑えることができ、効率のよい発電デバイスを普及させることができます。
本技術は、周りの環境からエネルギーを収穫して電力に変換するエネルギーハーベスティング（環境発電）の分野での応用が期待できます。電気の配線や電池の交換などのメンテナンスが不要になるため、センシングネットワークで用いられるさまざまなセンサーの電源や医療センシングへの適用が可能となるほか、今まで入り込めていない分野や地域へのセンサーの活用などが期待されます。
本技術の詳細は、米国時間の12月6日（月曜日）から米国・サンフランシスコで開催されている国際会議「IEDM 2010 (International Electron Devices Meeting 2010)」にて発表いたします。

エネルギーハーベスティングとは
周りの環境からエネルギーを収穫して電力に変換する技術で、環境発電とも呼ばれる次世代の新しいエネルギーとして注目されています。従来は電気エネルギーとして、発電所からの電力か電池を利用しており、電気の配線や電池交換などのメンテナンスが必要でした。近年、新しいエネルギー源として、身近に存在する光、振動、熱、電波などが提案されており、それぞれのエネルギー源に対応した発電デバイスが開発されています。電力を自給自足するエネルギーハーベスティングが実現すると、電気の配線や電池交換などのメンテナンスが不要になります。

開発の背景
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-----image（”図1. エネルギーハーベスティングとは”） : 同リリースより
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開発した技術
今回、エネルギーハーベスティングのエネルギー源として、最も身近で応用範囲が広い光と熱に着目し、そのどちらにも対応できるハイブリッド型発電デバイスを新たに開発しました。これにより、複数の発電デバイスを組み合わせることなく、1つの発電デバイスで光と熱の両方からエネルギーを収穫し発電することが可能になります。また、安価な有機材料を利用していることで、製造コストの削減も可能になります。

開発した技術は以下の通りです。
ハイブリッド型発電デバイスの新機構
光環境と熱環境時それぞれの場合に、2つの半導体材料（P型とN型）の接続を回路的に切り替えることで、光電池と熱電素子の2つの機能を実現しました（図2）。

ハイブリッド型発電デバイス向けの有機材料の開発
光発電と熱発電の両方で発電可能な有機材料を開発しました。室内光でも発電能力が高く、熱でも発電が可能です。安価な有機材料により製造コストが大幅に削減できます。

-----image（”図2. 1つのデバイスが光発電モード（左）と熱発電モード（右）の両方で動作”） : 同リリースより

効果
これまでは、光で発電する光電池と温度差による熱で発電する熱電素子を別々のデバイスで用意する必要がありました。今回の技術により、1つのデバイスにもかかわらず、従来に比べて光環境と熱環境という2倍の環境で発電可能となります。これにより、たとえば病室で体温や血圧、心音などの計測をセンサーをつけて監視するような場合、光環境と熱環境が存在してはいるものの、従来のように片方の環境だけでは十分にエネルギーが収穫できないことがありましたが、今回開発したデバイスにより両方のエネルギーで補うことができます。また、電気の配線や電池の交換の課題のために普及しなかった観測空白地域での気象センサーも、今回開発したハイブリッド型発電デバイスを利用することで普及が見込まれます。
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今後
　ハイブリッド素子の性能向上と量産化技術の開発を行い、2015年頃の実用化を目指します。

商標について
　記載されている製品名などの固有名詞は、各社の商標または登録商標です。
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コメント続き

　さまざまな回路が電源フリーとなることで、困った問題が起こることも考えられます。知らない間に個人情報が収集され、蓄積していくことの懸念です。プライバシーの侵害だけでなく、監視・管理社会への傾斜を高める危険性があります。これらの機器が知らない間に世の中に広がることによる、本当の恐怖をまだ人間は予想だにしていないと、警告する知人がいます。
　ちょっとSFチックですが、技術の進歩により、知識のない人間が考えもしない使われ方をする可能性は否定できません。個人データーの管理と社会的な利用に関する高い見識が、あらゆる個人にも求められる社会がきているのかもしれません。

　とはいえ、この技術は驚くほどのスピードで世界に普及すると考えています。使い方、付き合い方を考えていかなくてはならないようです。(t_t)

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