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材料製造プロセス

シリコン太陽電池に替わる次世代太陽電池候補の開発に挑む!

奈良県

株式会社昭和

2020年3月19日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 シリコン太陽電池に替わる金属チタンを基板とする低コスト、高性能なペロブスカイト型太陽電池の開発
基盤技術分野 材料製造プロセス
対象となる産業分野 環境・エネルギー、電池
産業分野でのニーズ対応 環境配慮、低コスト化
キーワード 金属チタン、ペロブスカイト、太陽電池、大面積化、低コスト
事業化状況 研究実施中
事業実施年度 平成27年度~平成29年度

プロジェクトの詳細

事業概要

次世代太陽電池として注目されている有機太陽電池は、現在の太陽電池の主流となっているシリコン太陽電池と比較して変換効率が低いために、事業化は困難であった。ペロブスカイト型太陽電池の負極として高い特性を有する金属チタン材料を用いることにより、シリコン太陽電池以上の発電量を発揮する軽量フレキシブルな低コスト、高性能なペロブスカイト型太陽電池を創製する

開発した技術のポイント
ペロブスカイト型太陽電池の構造図

20%以上の光電変換効率を持ち、5年間以上は劣化しないペロブスカイト型太陽電池をシリコンベースとした太陽電池の発電量あたり1/10以下のコストにて製品化を図る事を目標とした。

(新技術)
負極に金属チタンを基板に使用したぺロブスカイト型太陽電池

(新技術のポイント)
軽量フレキシブル、低コスト、高性能

具体的な成果
ペロブスカイト型太陽電池の試作品

■ペロブスカイト結晶の最適化
特定な金属カチオンを添加した新たなペロブスカイト前駆体溶液を用いることで、ペロブスカイト型太陽電池の大幅な特性改善が認められた

■正極の最適化
光透過性のない金属チタンを負極基板に用いているために、正極側から光照射が必要である。この正極は、導電性と透過率を兼ね備えることが必要である。この導電性および透過率の相関性を検討した。その結果、適切な導電性と透過率を有する材料を正極に用いることにより、ペロブスカイト型太陽電池の特性の改善が認められた

研究開発成果の利用シーン

金属チタンを基板に用いたペロブスカイト型太陽電は、耐久性に優れた金属チタン材を電極に用いる為、シート抵抗が低く・軽量・安価・フレキシブル化可能な太陽電池であり、災害による停電時やアウトドアでの利用活用が可能である

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

ペロブスカイト結晶の最適化に関しては、特定な金属カチオンを添加した新たなペロブスカイト型太陽電池の光電変換特性の大幅な改善が認められたが、目標値の光電変換効率は達成できず、光電変換効率のさらなる改善、また耐久性の向上やコストの検討を実施し、事業化を目指す

提携可能な製品・サービス内容

素材・部品製造、共同研究・共同開発

製品・サービスのPRポイント

軽量フレキシブル、低コスト、高変換効率かつ高耐久性な金属チタンを基板としたペロブスカイト型太陽電池の補完研究を行っている

今後の実用化・事業化の見通し

サポイン事業期間内においては、ペロブスカイト型太陽電池の大面積化および耐久性の検討は十分に実施することができなかったが、チタン箔基板の特性を活かしたモジュール作製技術を開発することで大面積化に活路を見出すことができた

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社昭和 研究開発部
事業管理機関 公益財団法人奈良県地域産業振興センター 事業化推進課
研究等実施機関 株式売社昭和 研究開発部
地方独立行政法人大阪産業技術研究所
奈良県産業振興総合センター
アドバイザー 豫洲短板産業株式会社 代表取締役社長 森 晋吾
メック株式会社 イノベーション室 界面デザイン創発センター 戸田 健次
国立大学法人京都大学名誉教授 吉川 暹

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社昭和(法人番号:7150001004887)
事業内容 大型タンクや熱交換器等、化学プラント機器製造、チタン電極製造
社員数 30 名
本社所在地 〒630-0142 奈良県生駒市北田原町2443-1
ホームページ http://showa-titan.com/
連絡先窓口 研究開発部 小野田金児
メールアドレス onoda@showa-titan.com
電話番号 0743-72-0743