成果報告書詳細
管理番号20110000000791
タイトル*平成22年度中間年報 太陽エネルギー技術研究開発 太陽光発電システム次世代高性能技術の開発 フィルム型軽量低価格色素増感太陽電池の研究開発(フィルム型モジュールの開発)
公開日2011/9/28
報告書年度2010 - 2010
委託先名グンゼ株式会社
プロジェクト番号P07015
部署名新エネルギー部
和文要約 プラスチックの耐熱温度以下で強固に密着した高性能多孔質酸化物光電極を形成する製膜技術とこれに適合した色素、電解液、対極触媒等の高性能部材開発により、設置形態の自由度が高い軽量低価格なフィルム型色素増感太陽電池の高性能化を推進する。また、将来的な圧倒的低価格化を約束するためにはRoll to Rollプロセスによる高スループット製造技術によってこれらを達成することが必要であり、全ての製造工程のRoll to Roll処理を実現するための技術開発を推進する。当事業ではフィルム型モジュールの研究開発をおこなう。
1. 高効率化技術の開発
フィルム型モジュールには軽量、フレキシブル、デザイン性に優れ、高生産性による低価格化が可能であるという特徴があるが、樹脂フィルム基板はガラス基板や樹脂板基板に較べて耐熱性、電極抵抗、ガスバリア性、機械強度、機械安定性等が低いため、多くの困難な技術課題がある。半導体多孔膜は、低温で成膜しても特性の出しやすい酸化亜鉛型を検討しており、酸化亜鉛微粒子ペーストの印刷方式と岐阜大学の開発した電析方式の2 種類の成膜方法で取り組んでいる。
2.高耐久化技術の開発
(1) ダブルアンカー色素の検討
結合基を2 個有するダブルアンカー色素(ケミクレア製DG285)を検討した。初期変換効率は1.2% と低いものの、耐久性が向上し、高温保管60℃条件1000 時間でも変換効率は初期の80%を維持した。フィルム基板のセル単体では、UV と高温と水分による特性劣化が大きく、紫外線カットとフィルム基板やシール部分のバリア性の改善を行なう。
(2)住宅用評価
住宅用応用の評価技術については、再委託先である積水化学において、色素増感太陽電池の特性に合わせた評価技術の確立を目指しており、今期は□18cmサイズまでのモジュール評価装置を導入しており、色素増感太陽電池の屋外と屋内における評価指標調査を進めている。
3.高生産性化技術の開発
フィルム型モジュールでは、ロールto ロールの連続生産技術が最終目標であるが、今期は枚葉式のセル試作ラインを導入し検討を開始した。また、フィルムモジュール生産工程の中では、特に酸化亜鉛多孔膜の電析工程の連続化が課題である。連続処理化に向けて、液流式の電析実験装置を開発した。この電析方式は、大面積成膜にも対応可能であり、今後は成膜条件の最適化を進めてゆく。
英文要約Title: R&D of PV Technology. R&D for Next Generation High Performance PV Systems. R&D of Plastic Film Type Light-weight Low-cost Dye-sensitized Solar Cell. R&D of Plastic Film Type DSC Module. (FY2010-2012)FY2010 Annual Report
(1)Efficiency
We will refine the materials (substrate, electrode, dye, electrolyte, counter electrode) of plastic film DSC(PF-DSC) module. Especially, we are developing ZnO porous membrane of photo-electrode by printing and electro-deposition method. The ZnO membrane made by electro-deposition method has various structures according to the deposition condition.
(2) Endurance
We applied the double-anchor dye which has two functional groups attached ZnO porous membrane to the PF-DSC which keeps 80% performance under high temperature 60℃ for 1000 hour. We tested the endurance of the PF-DSC under the JIC8938 condition. Though this cell kept the initial performance under 10 cycles of temperature and humidity cycle(85℃ 2.5hours and -20℃ 1hour ), the efficiency of this cell decayed to 60% under light resistance test with JISC8912-c solar light for 100 hours and it decayed to 50% under high temperature and high humidity (85℃85%RH) for 100 hours.
(3)Productivity
We are constructing the batch process of manufacturing PF-DSC. It enables us making many samples and accelerating endurance test. Though our final target is to construct the roll to roll process of manufacturing PF-DSC, the electro-deposition process of ZnO porous membrane is most difficult to treat Roll film. We developed the new laboratory equipment of ZnO electro-deposition which is not conventional RDE(rotating disk electrode) method but new liquid flow method.
(4)Commercialization
We are developing the PF-DSC for outdoor and house use, but the application to indoor use of PF-DSC is important and it probably reduces time to market the PF-DSC. We developed the module of 8-serial cells which size is 100x87 mm. This module generates electricity of about 1.5 voltage and 180 micro-ampere indoors and enables us to use small power device. We developed the LED blinking system of the PF-DSC and applied it to the self-emission panel of store fixtures for advertising tool.
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