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积水化学将涉足电池 刷新锂电池和太阳能电池制造方式

2013-12-25 09:58
水墨黯月
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  可利用通用薄膜

  染料敏化太阳能电池方面,无需高温烧结,只在室温下就能制造薄膜型色素增感电池(图2)。色素增感电池是在TiO2等氧化物半导体层吸附色素,作为光电转换层利用的有机太阳能电池之一。此次利用产业技术综合研究所开发的陶瓷成膜技术“气溶胶沉积(AD)法*”,在室温下形成了TiO2多孔膜,确认了作为色素增感电池的发电性能注3)。

  图2:可在室温下制造的太阳能电池

  积水化学开发出了可在室温下制造的染料敏化太阳能电池(a)。在薄膜基板上制作时也实现了8%的转换效率(b)。(图(b)由《日经电子》根据积水化学的资料制作)

  *气溶胶沉积(AD)法=产业技术综合研究所开发的陶瓷成膜法,利用高速喷涂陶瓷微颗粒物时的冲击能量成膜的技术。

  注3)此次的开发是科学技术振兴机构(JST)·A-STEP助成及产综研先进涂布技术平台研究班活动的一环。

  采用4mm见方单元的电池发电效率(积水化学的测量值)在使用玻璃基板时达到9.2%,使用薄膜基板时达到8.0%。据该公司介绍,在采用薄膜基板的染料敏化太阳能电池中获得了全球最高水平的发电效率。

  以前,在基板上涂布含TiO2的膏状物的电池需要在500℃左右的高温下进行烧结,由于耐热性的问题,此前难以在通用薄膜上实现色素增感电池。

  而通过此次开发,还可以在耐热性低的通用薄膜和胶带等材料上成膜。另外,无需烧结工序,还能实现卷对卷生产,因此生产效率提高10倍,可大幅降低成本。

  积水化学还开发出了简易超声波装置,在长度方向的任意位置切割电池单元,都能对单元的熔接和密封进行同时处理。由此,将来可以在施工现场把卷状电池单元切割成任意长度使用。

  积水化学打算面向室外用途扩销具备轻量柔性特点的染料敏化太阳能电池。不过,染料敏化太阳能电池的色素会随着光劣化,因此寿命比结晶硅型太阳能电池短。为此,该公司设想了大约10年的寿命,在劣化后更换模块的方法。据估算,即使10年更换一次,太阳能电池的模块成本和设置费用也能低于拥有20年寿命的结晶硅型太阳能电池。

  积水化学预定今后确立量产技术,考虑在住宅等用途应用该公司的产品,同时根据不同的用途广泛征集业务合作伙伴。

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