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有機系太陽電池評価プロジェクト

有機系太陽電池評価プロジェクトとは

 最先端研究開発支援プログラム「低炭素社会実現に資する有機系太陽電池の開発」のサブテーマ「認証データ計測センター機能の構築と要素技術の開発・評価」を担い、第三者機関として有機系太陽電池の統一的な評価方法・基準の規格作りとそれを用いた評価技術を確立します。
「低炭素社会に資する有機系太陽電池の開発」ホームページ(別ウィンドウで開きます)
中心研究者 東京大学 瀬川浩司教授の研究室(別ウィンドウで開きます)

藤嶋 昭 サブテーマリーダー:
藤嶋 昭(KAST重点研究室長、東京理科大学学長)
高木 克彦 プロジェクトリーダー:
高木 克彦(KAST研究顧問)
有機系太陽電池プロジェクト全体図
色素増感太陽電池を始めとする有機系太陽電池については、波長域に対する分光感度特性や応答速度など有機系太陽電池に特有の問題点があり、個別の評価については様々な手順・方法が検討されていますが、多種類の太陽電池の性能を比較検討するための統一的な方法は未だに示されていません。

そのため、有機系太陽電池分野における産業界での公平な競争やそれに伴う市場拡大に対応するために、中立の第三者機関の「計測センター」としてより信頼性の高いデータを得るように工夫された統一的な評価方法・基準の規格作りとそれを用いる評価技術の確立を目指します。

有機系太陽電池評価プロジェクトでは、高度計測センターを中心にKASTの各センターの持つ能力・実績を結集した「オールKAST」体制で本研究に取り組んでいきます。

計測・評価グループでは、さまざまな機関で研究・開発される有機系太陽電池の性能評価と素材等の基本特性評価を行う「計測センター」機能を構築するとともに、有機系太陽電池を構成する各要素技術について、より高い光電変換効率や耐久性をもつ素材等の開発や一連の構成要素の機能評価方法の確立に取り組みます。
また、普及グループと用途開拓グループは、有機系太陽電池技術普及のための講習会や地域の企業などと協力した用途開拓のための試作品開発などを行います。

研究内容 (計測・研究グループ)

認証データ計測センター機能の構築

① 有機系太陽電池性能評価
有機系太陽電池セルの光電変換効率(発電効率)などの適切な性能評価法を確立し、利害関係のない中立な第三者的立場から、今後市場を形成してゆく製品の性能評価や、国際的な評価基準の策定などに取り組みます。
② 素材等の基本特性評価
様々な素材が複合して作製される太陽電池は、構成素材の状態及びそれらの相互の配合状態が電池性能に影響すると予想されます。そのため、構成元素・化学組成・元素分布分析の他、有機色素界面、電荷輸送層、電極との微視的構造評価を行います。

導入した評価機器

左図:大面積モジュール評価装置(I-V測定装置) 山下電装 YSS-T150A
恒温槽による温度管理のもとで、JIS C 8942MA級の精度で150mm角のモジュールのI-V測定ができます。
中央:分光感度測定装置 分光計器 CEP-2000MLQRハイパワーの単色光による分光感度測定(定エネルギー光・定フォトン光、白色バイアス光照射可)のほか、スポット光による分光反射率測定ができます。
右図:マルチチャンネル赤外顕微鏡 日本分光 FT-IR6300、IRT7000
有機系太陽電池の構成素材や封止剤などを分析できます。二次元的なマッピングも可能です。
※これらの機器は、研究に支障のない範囲で、共同研究などを通じてプロジェクト外の方にもご利用いただけます。
※太陽電池関連・もしくはそれ以外の用途でも、KASTの既存機器(μ-XPS、FE-TEM/EDS、各種環境試験機など)を用いた試験分析サービス等を承ります。
※ご相談はいつでも受け付けておりますので、お気軽に高度計測センターにお問い合わせください。
 ・受託分析サービス
 ・開放機器利用サービス

要素技術の開発・評価

有機系太陽電池を構成する透明紫外線保護膜・透明導電薄膜・有機色素薄膜・基板電極あるいは介在する固体電解質など各要素技術の開発を行います。また、電子移動速度、逆電子再結合効率、ホール移動度など素過程解析のための評価装置を開発します。
想定される要素技術開発の例(イメージ)
左図:酸化チタンナノチューブを用いた電荷輸送層のコンセプト
右図:酸化チタンナノチューブのSEM観察像

技術普及のための取組

平成22年度は、教育講座「色素増感太陽電池のモジュール化・材料開発・評価技術」を無料で開催いたしました。
また、新たな用途を開拓するための試作品として福島電機株式会社(川崎市中原区)に依頼して、室内照明を活用した温度測定システムを作製しました。
教育講座の様子 室内照明を活用した温度測定システム
※平成23年度の教育講座については教育情報センターに、温度測定システムに関してはイノベーションセンター又は福島電機株式会社にお問い合わせください。

記者発表状況

平成22年6月29日記者発表資料

主な研究成果

有機系太陽電池評価プロジェクト 研究成果(PDF 70 KB)

研究構成

氏名 職制 専門分野 アドレス 本務所属機関
藤嶋 昭 サブテーマリーダー 電気化学 メールアドレス 東京理科大学
高木 克彦 プロジェクトリーダー 有機光化学 メールアドレス -
斎藤 英純 常勤研究員 微細構造解析
メールアドレス 高度計測センター
酒井 宗寿 常勤研究員 実験流体力学 重点研究室
中田 一弥 常勤研究員 材料科学 メールアドレス 重点研究室
計測・研究グループ 用途開拓グループ 普及グループ
 職員(高度計測センター兼務)、派遣研究員、研究補助員、非常勤職員、
  大学からの研究協力員
 職員(イノベーションセンター兼務)  職員(教育情報センター兼務)

研究場所

財団法人 神奈川科学技術アカデミー  高度計測センター
  〒213-0012
    神奈川県川崎市高津区坂戸3-2-1
・計測・研究グループ
  (プロジェクト全般、研究内容に関するお問い合わせ)

KSP東棟1階、3階、4階
TEL. 044-819-2105
FAX. 044-819-2108
お問い合わせフォーム
・用途開拓グループ
  (試作品開発に関するお問い合わせ)

   KSP西棟614
TEL. 044-819-2034
FAX. 044-819-2026
お問い合わせフォーム
・普及グループ
  (教育講座に関するお問い合わせ)

  KSP東棟1階
TEL. 044-819-2033
FAX. 044-819-2097 お問い合わせフォーム

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