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新日鐵化学・九州工業大学 円筒型色素増感太陽電池で耐久性向上

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新日鐵化学と九州工業大学は、共同研究を進めている色素増感太陽電池について、独自の円筒型セル構造の開発により耐久性向上に成功したと発表した。

色素増感太陽電池は、従来のシリコン系太陽電池とは異なる組成を持つ、新タイプの太陽電池。材料を塗布することで太陽電池を生産でき、低コストというメリットがある。一方で、電解液を使用しているため、漏洩によって耐久性が低下する点が課題となっており、電解液を漏らさない封止方法が求められている。本研究では、封止面積が少ない円筒管構造とすることで、耐久性と受光面の大面積化を両立させる技術を確立した。この成果は、高耐久性があり低価格の色素増感太陽電池の実現につなげることができるという。

本研究グループは、セル構造を円筒型にし、従来の平板型に比べて、封止面積を発電面積に対し相対的に小さくした。封止性を高め、電解液漏洩の少ない構造とすることで、耐久性を向上させ、室温で約70日間(1700時間)にわたり、発電効率が低下していないことを確認した。また、光入射角の影響を受けにくく、散乱光による発電性能が高い色素増感太陽電池を円筒型にすることで、入射角度により発電量が低下しないことを確認。さらに、透明導電膜を用いないセル構造により、インジウムなどのレアメタルを使用せずにセルを作ることができ、製造コストの削減を図ることができるという。

本研究は、科学技術振興機構(JST)が実施する産学イノベーション加速事業における研究課題「フレキシブル浮遊電極をコア技術とする新太陽電池分野の創成」の一環で行われた。また、従来は、九州工業大学が直径6mm、長さ30mmのセルを試作し、その動作確認を行っていたが、今回、新日鐵化学は直径30mm、長さ200mmの円筒型色素増感太陽電池の試作に成功した。

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