成果報告書詳細
管理番号20160000000049
タイトル平成22年度ー平成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/三層協調界面構築による高効率・低コスト・量産型色素増感太陽電池の研究開発(高効率・高耐久性モジュール材料の研究開発)」
公開日2016/12/9
報告書年度2010 - 2014
委託先名住友大阪セメント株式会社
プロジェクト番号P07015
部署名新エネルギー部
和文要約本研究開発の主要テーマは、高耐久性モジュール材料開発、高効率酸化物半導体電極開発、低コストプロセス開発である。高耐久性モジュール材料開発では、当コンソーシアムが目指すモノリシック型色素増感太陽電池に必要な、絶縁層、触媒・導電層の開発を行った。絶縁層については、光反射性粒子とバインダ粒子の選定を行い、密着性に優れ、従来の絶縁層と比較して光電変換効率が17%向上する新規絶縁層を開発した。また、触媒・導電層については、70種類に上る材料のスクリーニングを実施し、耐久性に優れる材料を見出した。これらの開発材料からなるモノリシック型セルに、色素グループが開発した新規色素を適用した結果、開発当初と比較して開放電圧を0.1V向上させ、モノリシック型セルで光電変換効率10%を達成し、モジュール変換効率の向上に貢献した。高効率酸化物半導体電極開発では、酸化チタンの露出結晶面制御技術を確立し、励起色素からの電子注入に優れる結晶面を見出した。低コストプロセス開発では、モジュールコスト75円/Wに貢献するため、半導体電極ペーストの目標コストを8円/Wとして、従来の製造プロセスおよび中間材料を大幅に見直し、目標コストを上回る、7.5円/Wが可能な低コスト製造プロセスを確立した。さらに、本プロセスを適用することで、従来を大幅に上回る透明性が得られる電極膜を形成することが可能となった。
英文要約Main theme of this research and development is high durable module materials development, high efficiency oxide semiconductor electrode development, and low-cost process development. By the high durable module materials development, we developed an insulation layer and a catalyst and electrically conducting layer necessary for the monolithic type dye-sensitized solar cell which our consortium aims. About the insulation layer, we selected light reflective particles and binder particles and developed the new insulation layer. The new insulation layer improved photo conversion efficiency 17 % more than a conventional insulation layer has been developed. In addition, about the catalyst and electrically conductive layer, we carried out the screening of the materials which amounted to 70 kinds and found the materials which were superior in the durability. As a result of the new dye developed by dye group was applied to monolithic type cell which consists of these development material, we improved the open circuit voltage 0.1 V more than development at first, achieved photo conversion efficiency 10% and contributed to improvement of the photo conversion efficiency of module. By the high efficiency oxide semiconductor electrode development, we established an exposure crystal face control technique of titanium dioxide and found the crystal face that was superior in the electronic transfer from an excited dye. By the low-cost process development, we examined aim cost of the semiconductor electrode paste as 8 yen/W to contribute to module cost 75 yen/W. we largely reviewed a conventional manufacturing process and intermediate materials and established the low-cost manufacturing process that 7.5 yen/W more than the aim cost was possible. Furthermore, transparency to largely exceed before by applying this process became able to form a provided electrode.
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