有機太陽電池Organic solar cell

シリコン系太陽電池に代る高効率、且つ低コストな有機太陽電池(色素増感型/ペロブスカイト型)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

斜めからの光でも効率的に発電しますので、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。

微弱光発電

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の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。

デザイン性

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は少なくて済みます。
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。

色素増感型太陽電池

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。
また、電解質液漏れ防止の観点から、固体化電解質の開発も行っています。

色素増感型太陽電池の発電原理

  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
  2. 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

色素増感型太陽電池の発電原理

ペロブスカイト型太陽電池

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。
また、大面積化を意識した工法や材料開発も進めています。

ペロブスカイト型太陽電池の発電原理

  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。

ABX3型ペロブスカイト型結晶構造

ペロブスカイト型太陽電池の発電原理