成果報告書 2019年3月

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成果報告書詳細
管理番号20180000000959
タイトル平成29年度成果報告書 ベンチャー企業等による新エネルギー技術革新支援事業/ベンチャー企業等による新エネルギー技術革新支援事業(太陽光発電)/光透過型太陽電池を活用した農業IoTソーラーチューニング方法の開発
公開日2019/3/27
報告書年度2017 - 2017
委託先名株式会社イデアルスター 学校法人東京理科大学
プロジェクト番号P10020
部署名イノベーション推進部
和文要約植物の栽培に必要といわれている青色光(λ=450nm)と赤色光(λ=650nm)の光透過率がそれぞれ18%および21%となるフレキシブルな22cm×22cmサイズの有機薄膜太陽電池(OPV)を20枚試作した。20枚のOPVの平均変換効率は2.5%である。1枚の22cm×22cm OPV内には15の素子(セル)が直列に電気的接続されている。この試作した22cm×22cmサイズのOPVを12枚使用して、ビニールハウスを模した曲面を持つ小型のボックスを作製し、OPVの曲面設置における発電量の解析と透過光を用いた植物栽培の評価を行った。結果、OPVを曲面設置した際の発電量は、太陽電池内にある全単セルが同一日射条件となるような方向でOPVを設置すれば、ボックスの設置方位の違いによる発電量の差はほとんどないという解析結果を得た。また、OPVを透過した太陽光(光強度200μmol/m2s)でチマサンチュを栽培したところ、同等の光強度のLED照明光を用いた時と比べて栽培量が同等以上になることを確認した。耐環境性能の評価として試作した22cm×22cmサイズのOPVを簡易ビニールハウスの内外、及び室内に2枚ずつ計6枚設置して変換効率の変化を評価した。3か月の評価結果では、どのOPVも半月から1か月程度で効率が8割程度になったが、それ以降、効率低下はほとんど見られなかった。
英文要約Title:An Innovative Project for New Energy Venture Technologies /An Innovative Project for New Energy Venture Technologies(solar power generation) / Development of Solar Turning Method for Aplication to Agricultural Iot using Transparent Photo voltaic.

In this project, we manufactured 20 cells of flexible organic photo voltaic (OPV) with the size of 22cm×22cm and optical transparency of 18% and 21% at the optical spectrum of blue(λ=450nm)and red (λ=650nm), respectively. These transparent spectrums are most important for cultivation of plants. In a 22cm×22cm size of OPV cell, 15 pieces of photo voltaic are connected in series. The average power conversion efficiency of the 20 cells examined was 2.5%.
We provided a plant box with a curved roof like as a small size of vinyl house and applied 12 cells of the OPV on the roof. Then, we analyzed power generation efficiency of the curved cells and tried to cultivate plant using transmitted light through the OPV cells. If all pieces of the OPV in a cell are able to absorb similar intensity of solar irradiation, power generation of the cell is almost independent in set up direction of the plant box. And then, we cultivated cutting lettuce in the plant box by using transmitted light through the OPV cells (light intensity of 200μmol/m2s). The production rate of cutting lettuce was similar or little bit more compared with the cultivation using same intensity of LED light.
For the investigation of environmental degradation of the OPV cells, we set two pieces of the 22cm×22cm size of cell on inside and outside of a simplified vinyl house and in a room and examined degradation of 6 pieces of the OPV cells for three months. All of the OPV cells degraded about 20% of the initial conversion efficiency within a half month or one month. However, degradation of the cells was not almost observed afterward.
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