　電気を光に変換する発光機能と、光から電気を得る太陽光発電機能は、動作原理が逆過程となるため、単一の素子での両立は技術的に困難とされてきた。具体的には、有機ELは電極から注入された正孔と電子が結合して発光するのに対し、有機太陽電池は吸収した光によって生成された電荷を分離して発電する仕組みであり、それぞれに適した材料とデバイス設計にはトレードオフの関係が存在する。

　今回、高い発光効率と強力な光吸収特性を併せ持つ「MR-TADF材料」（多重共鳴型熱活性化遅延蛍光材料）を活性層に採用した。素子内部における電荷の挙動を精密に制御することで、発光効率と発電効率を世界最高値となる高いレベルで両立させている。

　本デバイスは、ディスプレイへの応用を見据えた赤、緑、青の3色による発光に成功している。さらに、青色から赤色、白色に至る全可視光領域での発電が可能だ。この成果には、同研究所がこれまで研究開発を進めてきたフレキシブル有機ELディスプレイの電荷注入材料およびデバイス作製技術が活用されている。

開発したデバイスの発光の様子（発光部3mm角）［クリックで拡大］出所：NHK放送技術研究所

　ディスプレイ自体で発電した電力を再利用することで、災害時など電源を確保できない環境下での映像表示が期待される。今後は、さらなる高効率化や耐久性の向上に関する研究開発を継続し、消費電力を抑えた次世代ディスプレイの実用化を目指す。

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