成果報告書詳細
管理番号20150000000289
タイトル平成24年度ー26年度成果報告書 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 ドレスト光子利用太陽電池技術の研究開発(H24-H26) 
公開日2016/4/22
報告書年度2012 - 2014
委託先名特定非営利活動法人ナノフォトニクス工学推進機構 三菱化学株式会社 国立大学法人東京大学
プロジェクト番号P07015
部署名新エネルギー部
和文要約 平成24年7月に開始した本プロジェクトは、平成25年9月に、設定した中間目標を達成した。そして同年10月の中間評価会結果を受けて、最終目標達成に向けて邁進してきた結果、基本計画・実施計画に挙げた目標をすべて達成した。本プロジェクトでは4つの研究開発項目があり、特定非営利活動法人ナノフォトニクス工学推進機構、国立大学法人東京大学、三菱化学株式会社は下記項目を分担して研究開発を行った。以下各研究開発項目の開発成果について報告する。テーマ1「ドレスト光子フロントフィルムの研究開発」: (1)ユーザーニーズをフィードバックし、大面積化、実用化、事業化に適合するフロントフィルム構成とプロセスを開発した。(2)フロントフィルムを実装し、樹脂パッケージ化した156 mm角の太陽電池(η=18.1%)を用いて、 Δη=+2.1% (色素A)、 Δη=+1.9% (色素B) を確認(JET計測)した。(3)結晶シリコン太陽電池メーカー等での成果の適用検討の促進活動:太陽電池関連企業及びフロントフィルム関連企業との協議により、フロントフィルム実装方法の課題として、接着フィルム付きフロントフィルム用溶液の開発、及び、フロントフィルム塗布ガラス用溶液の開発を抽出し、検討を進めた。その結果、前者については溶液の粘度を最適化すること、後者についてはフィルム化工程におけるスピンコートの条件等を詳細に検討することで、最終目標を達成した。(4)各種塗布方法を検討した結果、有機薄膜太陽電池への塗布はスクリーン印刷が適していると判断された。(5)スクリーン印刷前のUVオゾン処理や印刷時の基板加熱で膜厚幅1μm以下の均一な膜を印刷することが可能となった。また、印刷した膜の膜厚管理方法や膜厚調整方法も確立した。テーマ2「有機薄膜太陽電池の赤外光変換効率向上技術の研究開発」:(1)Ag薄膜を加熱し形成したAgナノ粒子を用いAg電極にナノ構造を形成することで0.3%の効率向上が得られた(2)Ag電極の手前にITOナノ粒子を塗布することでAgナノ構造電極を作成し、小径素子で効率が2%向上した。この方法で100 mm角基板にモジュールを作成し、2%の効率向上を確認した。テーマ3「ドレスト光子利用太陽電池評価技術の研究開発」:(1)特別仕様のソーラーシミュレータによる光電変換効率評価、光学特性評価等、信頼性評価技術を確立した。(2)Xeランプによる耐候性試験、メタルハライドランプによる耐候性試験、高温高湿試験、温湿度サイクル試験を実施し、20年以上の耐候性、紫外線特性を持つ結果を得た。テーマ4「ドレスト光子による結晶シリコン太陽電池の高効率化に関する調査研究」:(1)アニールによる高効率化の指針として、アニール用光源、アニール時間、温度、電流密度を最適化し、高効率化の指針を明確化した。その結果、アニール処理による変換効率向上Δη=+2.6%を得た。
英文要約Title: Development of Next-generation High-performance Technology for Photovoltaic Power Generation System/Development of a dressed-photon-assisted solar cell technology (FY2012-FY2014) Final Report

This project started on July in 2012, achieved the mid-term targets on September in 2013, was assessed by mid-term assessment committee on October in 2013, and achieved all the final targets of the project on February in 2015. This project has 4 themes, and Nanophotonics Engineering Organization, The University of Tokyo and Mitsubishi Chemical Corporation developed them. We report the results of each theme below. Theme@1) Research and development of dressed-photon-assisted front films: (1) We developed the materials, structures and process of the front films which suit the large size and practical applications of user requests. (2) We developed the solar cell module which is composed of a 156 mm square solar cell and the front film and was packaged by plastic film. And we verified it's efficiency improvement was more than +2.0 %. (3) We conferred with the enterprise related to the solar cell and so on about the method of mounting the dressed-photon-assisted front film. We have extracted two problems of (a) development of front film for glue film and (b) development of the front film for spreading on the glass as a problem to be solved. Optimizing the viscosity control of the dressed-photon-assisted solution was done about (a) and the condition of spin coating of the dressed-photon-assisted solution was examined in detail about (b). (4) Several methods were checked for front film printing on OPV, and screen printing was selected consequently. (5) We succeeded in making flat film having thickness variation of less than 1Jm by UV/O3 treatment and substrate heating. The way of thickness measurement and adjustment were also established. Theme@2) Research and development of technologies for improving infrared light conversion efficiency of organic thin film solar cells: (1) We made nano-structured Ag electrode by using Ag nano-particles made by condensation of Ag thin film, and found efficiency increase by 0.3%. (2) We made nano-structured Ag electrode by coating ITO nano-particle and found efficiency increase by 2%. We also made OPV module on 100mm square substrate in the same way, and confirmed efficiency increase by 2%. Theme@3) Research and development of technologies for evaluating dressed-photon-assisted solar cells: (1) We established the front film evaluation technologies for the photoelectric transfer efficiency by the special solar simulator, optical characteristic, and reliability. (2) We did life tests and estimated the life more than 20 years. Theme@4) Feasibility study on improving efficiency of dressed-photon-assisted crystal silicon solar cells: (1) We showed the optimum annealing parameters of the light intensity, annealing time, temperature, and current density. And we improved the efficiency by +2.6 % under the annealing process.
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