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ニュースリリース

次世代型太陽電池の電極用 酸化チタンペースト サンプル出荷を開始

2003年9月16日

昭和電工株式会社(大橋光夫社長)は、「低温成膜型色素増感型太陽電池の電極用酸化チタンペースト SP-X」のサンプル出荷を開始しました。

色素増感型太陽電池(以下、DSC)は、色素が光を吸収した際に発生する励起電子が、酸化チタン等の半導体粒子の電極に流れて起電力を発生する仕組み(光電変換)の高性能太陽電池で、現行のシリコン型太陽電池に次ぐ次世代型の太陽電池です。シリコン型太陽電池と比較して、製造が容易で安価であることが特徴です。
DSCの開発には2つの方向性があります。一つは、従来のシリコン型太陽電池の代替用途で、ガラスを基板としています。もう一つは、折り曲げが可能な樹脂フィルムを基板とするため、フレキシブルな面との組み合わせ(例えば帽子・傘・ブラインド・テントなどの身近な生活環境関連製品や車両など)による、言わば“携帯発電機能”の開発です。

酸化チタン粒子は、色素から発生した電子を効率的に利用する上で、DSCのキーマテリアルと位置付けられております。
従来、光電変換性能発揮のためには、電極用酸化チタン粒子に対して500℃近い熱処理が必要なため、その電極の基板にはガラスが用いられていました。(高温焼結型DSC)しかし、ガラスは軽量化・フレキシブル化・携帯性において難点があり、DSCの普及に向けて樹脂フィルム基板(PET樹脂)の利用が検討されておりました。しかし、樹脂フィルム基板は耐熱性の問題から、150℃程度までしか加熱できず、電極用酸化チタン粒子に良好な光電変換性能を与えることは困難でした。
酸化チタン膜を樹脂フィルム基板に形成する方法として、酸化チタンペースト塗布・乾燥という方法以外にも電着(電気泳動を用いる方法)や、加圧成形(プレスで酸化チタン粒子を基板に担持させる方法)なども検討されていますが、ペースト塗布・乾燥がもっとも簡便なプロセスです。
この度当社が開発に成功した、樹脂フィルム基板にも適用可能な「低温成膜型DSC用酸化チタンペースト SP-X」は、

  • 1)酸化チタン一次粒子を10~500nmの範囲で任意な粒径に作り分けることが可能な「ナノサイズの粒径制御技術」
  • 2)酸化チタン粒子上の色素担持や、酸化チタン膜内における電子移動・電解質の拡散などの因子を考慮に入れた、酸化チタン構造体の付与
  • 3)長波長側の光をより有効に利用しうる、酸化チタン粒子の粒径組合せ
  • 4)有機系バインダー配合の最適化

などによって実現した、有機・無機化学技術の融合による高機能製品です。

なお、本製品を使用した樹脂フィルム基板の低温成膜型DSC試作において、4%の光電変換効率を実証しております。
本製品を含む酸化チタン製品群は、連結子会社の昭和タイタニウム(株)(富山県富山市、神力紘明社長)にて生産しております。当社は、DSCのほか、誘電体や光触媒、紫外線遮蔽などへの用途展開も行っており、酸化チタン製品群として2010年に70億円の売上を目指してまいります。
当社は、酸化チタン製品群を2003年を初年度とする連結中期経営計画「プロジェクト・スプラウト」における成長戦略事業として、ITネットワーク市場、ライフサイエンス市場で幅広く展開を図ります。

以上

ご参考:

1. DSCの構造

2.樹脂基板への塗布例

酸化チタン塗布写真

DSC写真