スマホのディスプレイが充電パネルに！発電しながら光る「太陽電池」誕生

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image: generated at Flow

モバイルバッテリーを忘れちゃっても何とかなりそうで助かる。

東京科学大学や北海道大学の研究チームが、僕らの生活シーンを大きく変えるかもしれない研究開発を実現した、と発表しました。それが発電しながら光る、有機太陽電池の開発です。本成果は科学誌『Advanced Materials』に2026年4月21日付で掲載されました。

今後は「発電可能なディスプレイ」や「有機太陽電池の高効向上」が期待できるとのこと！

「発電と発光」、なぜ両立が難しかった？
太陽光を電気に変える太陽電池と、電気を光に変える有機ELディスプレイ。これら2つって、実は「同じ仕組みを逆向きに使っている」というものなんだそう。

だとしたら、「何かしらの仕組みで両方を実現できないの？」という素朴なギモンが浮かびますが、その課題には研究者たちもずっと挑んできました。

光発電素子である太陽電池と、発光素子であるLEDや有機ELは、どちらも「ダイオード」という電子部品のひとつです。太陽電池は光を受け取って電気を作り、有機ELは電気を受け取って光を出す。方向が逆なだけで、構造の基本は共通しているところがあります。

それなら逆向きに使えばいいだけに思いますし、理屈の上では「太陽電池に電圧をかければ光るはず」「有機ELに光を当てれば発電するはず」…なのですが、実際に試すとエネルギーがうまく使われず、どちらの機能もちゃんと働かない…という壁がありました。

研究チームが取った戦略は、有機ELの世界で使われている「発光分子」を太陽電池に持ち込むというアイデアでした。

同一素子で太陽光の下で発電し電気を貯め、自分自身で貯めた電気で発光する様子
image: 東京科学大学

これにより、素子の界面から高輝度の赤色発光が得られ、発光効率は1%超、輝度は1,000 cd/m²以上を達成。

一般的な有機太陽電池の発光効率が0.1%以下とのことなので、10倍以上の改善といえます！

発電性能も確認されており、開放端電圧（電気をどれだけ押し出す力があるかを示す指標）が1.83 Vという高い値を記録。これは太陽電池が理論上どれだけ効率良く発電できるかの上限（SQ限界）に近い値で、従来の有機太陽電池では0.3 V程度の損失があったのと比べると大幅な改善です。

スマホのディスプレイが、充電パネルになる日
今回の発明の成果をざっくり言うと、「太陽光で発電して、蓄電器に電気を貯めつつ、貯めた電気で発光できる」という発電機能と発光機能を併せ持つ太陽電池が開発できた、という形です。

この研究の社会的な意義を、研究チームは明確に述べています。「スマートフォンのディスプレイに太陽光を当てれば充電できるようになる」というのが、あり得る魅力的な応用例のひとつです。

今は画面を見るほど電池が減りますが、将来は「日なたでSNSを見ていても、少しずつ充電されていく」なんて世界が来るかもしれません。もちろん、まだ実用にはもう少し効率を上げないといけません。有機太陽電池の変換効率は今21%くらいですが、25%を超えるのが次の大きな目標です。

コンパクトで薄型、フレキシブルという有機太陽電池の強みを活かした「発電するディスプレイ」は、スマホにとどまらず、ウェアラブルデバイスや屋外広告など、さまざまな展開も夢じゃないですね。

お判りいただけましたでしょうか？