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大阪ガスは企業競争力のベースを技術に求めており、研究開発は最も重要な企業差別化戦略の一つと考えています。
そのために、以下に紹介する、さまざまな新技術の研究開発、実用化に積極的に取り組んでいます。

色素増感太陽電池用材料

概要

シリコン系に続く低コスト太陽電池として、曇天や斜光にも強い、新しいタイプの太陽電池を開発しています。



色素増感太陽電池とは

図1 色素増感太陽電池の構成イメージ

色素増感太陽電池は、色素に光が当たると電子が発生するという、従来のシリコン系等の太陽電池と異なる原理で発電する新しい太陽電池です。
負極の主要な構成材料は、地球上に豊富に埋蔵されている安価なチタニア(酸化チタン)であり、当分枯渇する心配はありません。また、負極を安価な装置を用いて大量生産可能な印刷で製造を行うことができます。つまり、材料コストも製造コスト(設備コストを含む)も低減できると考えられます。
また、結晶型シリコン系太陽電池と比較すると、夏場の屋根上のような高温下、弱光(室内、曇天等)や斜光下でも発電効率が落ちない、シースルーや様々な着色が可能・・・など色素増感太陽電池独自の特徴を持ちます。
この特徴を活かして、常に斜めから光が当たる住宅やビルの壁、室内で使用するモバイルの充電、南向きに設置されるとは限らず透明性が必要なカーポートのような新たな用途での利用が期待できます。

大阪ガスにおける取り組み 

図2 チタニアナノペースト

実用化のためには太陽光エネルギーの電力への変換効率の向上と長寿命化が課題です。
大阪ガスでは太陽電池の性能を向上させる負極用のチタニアナノ粒子、およびそれを用いた印刷用ナノペーストを中心に開発を行っています。
また、長寿命化を目指した耐久性の高い電解液や正極用材料など、実用化を加速する新しい材料の開発にも取り組んでいます。

大阪ガスのチタニアペーストの特徴

図3 透明性が高いペースト(同じ粒径で比較)

大阪ガスが提供する負極用チタニアペーストは、透明性とエネルギー変換効率が高いのが特徴です。
透明性が高いことにより、太陽電池の隅々まで光が到達し、光のロスを少なくすることができます。加えて、チタニアナノ粒子の活性が高く色素を多く吸着することができるため、効率よく発電することが可能になります。
この高性能なチタニアペーストを工業的に生産し、安価で提供することを目指しています。

将来の展開

図4 大阪ガズが開発したナノ材料例

本テーマで開発したチタニア系ナノ材料や、ナノ材料の合成・分散・評価技術を活かして、光・電子材料用途、他のエネルギー用途、環境用途等ナノ材料の特性を活かした用途への展開を図ります。
また、色素増感太陽電池に関しては、将来的には燃料電池やガスエンジンと組み合わせたダブル発電により、お客様により低コストで環境にやさしい省エネシステムをご提案することを目指しています。

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