Free deformable organic solar cells using gradient elastic nanosheets

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Science of Soft Robot: interdisciplinary integration of mechatronics, material science, and bio-computing
• Project/Area Number: 18H05469
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: FUKUDA Kenjiro 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (40613766)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤枝 俊宣 東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (70538735)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2023-03-31
• Keywords: 有機太陽電池 / ナノフィルム

Outline of Final Research Achievements

We have established basic technologies for freely transforming ultra-flexible electronics and mounting them on various curved surfaces to use them as sensors and power sources. More specifically, the following three main results were obtained.
(1) Establishment of direct bonding technology for ultra-thin substrates and curved surface mounting technology through free deformation. (2) Construction of on-skin implant interface using stretchable ultra-thin electrodes. (3) Laminated dielectric elastomer actuator that can be attached to the curved surface of the skin.

Free Research Field

フレキシブルエレクトロニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果により、複数の超柔軟基板を自由に接合し、エレクトロニクスを構築する技術を確立した。さらに、これらの超薄型エレクトロニクスを実際に可動部を持つアクチュエータに実装する際に、可動部の自由度を損なわないためのフィルム実装方法及び設計論を確立した。昆虫のような実際の動物のみならず、あらゆるソフトアクチュエータの校正において本技術を展開可能であるため、ソフトロボット用のエレクトロニクス実装方法の基本的概念が確立されたと位置づけることができる。本研究成果をベースとすることで、あらゆる自由曲面にエレクトロニクスを実装することが可能となる、という点が本研究の重要な意義である。