ケミカル技術

シリコン系太陽電池に代る高効率、且つ低コストな太陽電池(色素増感型/ペロブスカイト型)用の有機・無機材料の研究をしています。

色素増感型/ペロブスカイト型太陽電池の特徴

①微弱光発電

斜めの光でも効率的に発電するので、屋根に設置した場合、年間トータルでの発電量が大きくなります。地面からの反射光や曇天時の拡散光などの弱い光でも発電が可能です。
また屋内の照明などの微弱な光でも高効率で発電します。

②デザイン性

色素増感型太陽電池においては、光極に使用する酸化チタン粒子サイズを
変えることで光を透過させることもできます。
この場合発電効率は低下しますが、様々な色調の増感色素と組み合わせることで、
ステンドグラスのように光を利用しつつ発電を行えます。

③低環境負荷

製造の過程で高温での処理や高真空を必要としないので、製造に必要なエネルギーが少ない。また樹脂フィルムを基板として軽量でフレキシブルな電池を作製することも可能です。

  • ❶色素増感型太陽電池

  • 利用技術:ケミカル

色素増感型太陽電池に向けては、短波長から長波長まで幅広い光を吸収し効率よく発電する色素材料の設計・合成技術と、色素の性能を最大に発揮させるセル要素技術の開発に注力しています。

  • ① 増感色素が光を吸収し、励起した電子を透明電極上の酸化チタンに放出
  • 電子は透明光極を経由し、負荷を通って対極に移動。
  • ③ 電解液中のヨウ素イオンの還元・酸化を経て電子は色素に戻る。

  • ❷ペロブスカイト型太陽電池

  • 利用技術:ケミカル

ペロブスカイト型太陽電池に向けては、色素増感型向けの色素技術をベースとして、
高性能高耐久かつ安価なホール輸送材料の研究開発を行っています。

  • ① 光吸収層(ペロブスカイト型結晶)が太陽光を吸収し、励起子を生成。励起子は電子とホールに分離し、それぞれ透明光極と金属膜対極へ移動する。
  • ② 電子は透明光極を経由し、負荷を通って対極に移動。
  • ③ 対極に移動した電子はホールと結合する。

バイオ燃料電池

生物は、摂取した糖類を複雑な酵素反応系を経てCO2まで酸化しています。
この高効率なエネルギー代謝の仕組みを活用して、ブドウ糖等の糖類を燃料に発電する”バイオ燃料電池”の研究開発を行っています。特徴として、燃えない燃料による発電をめざし、糖分や有機酸の酸化による発電技術を開発しています。

バイオ燃料電池