◆未来型太陽光発電システム／色素増感太陽電池

　うちでは、太陽光発電のパネルを設置している。
　国が補助を始めて２年目につけた。１９９５年ごろのこと。
　「半額補助」という時代。

　みんなが使えば、いずれ電池のコストが下がる、そのための貢献と思ってつけた。

　補助率を下げたきた国は、２００５年に補助制度をやめたが、また制度を復活させた。
　　・・・・日本を動かしている「将来展望の不得意」な政府・・

　ところで、次世代、未来型太陽光発電システムとして注目されているのが、
　　　「色素増感太陽電池」。

　色や形にこだわることなく、製造段階で低コスト、低エネルギーだから、二酸化炭素発生はもちろん少ない。

　今朝のＮＨＫの全国放送でも流していた。
　岐阜大学も研究機関。

　少し、情報を見てみた。
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全国の発電量のめやす｜太陽光発電の特長｜
　　　　住宅用太陽光発電システム｜三洋電機　から↓

●太陽光発電はトクか損か？　　太陽光発電の損益分岐点　　　　　 掲載日： 2003年 10月 27日　太陽光発電は、何年で“もと”がとれるの？　　から ・・・前回、太陽光発電のメリットについてご紹介しましたが、「太陽光発電は設備が高くて、結局もとがとれないのでは・・・」とお考えの方が多いのではないでしょうか？そこで今回は『太陽光発電にした場合、何年でもとがとれるのか！』について、迫ってみたいと思います。 ・・・・・・・ さて皆さんは、長いと感じましたか？短いと感じましたか？太陽光発電のシステムは30年耐久とうたっていますので、以後15年間は、光熱費がかからず家計は楽になるわけです。そう考えれば、おトクなシステムと言えるのではないでしょうか？ それでけでなく、太陽光発電は「環境に対する負荷を軽減する」のも、大きなメリットですから「15年でもとがとれる」としたら、地球のためにも導入の価値はあるのではないでしょうか？是非、皆さんもシミュレーションからはじめて、前向きに検討してみてください。・・・

●色素増感型太陽電池～低コストを武器に将来の普及有望
　　　　　　日経　ＢＰ　2009年5月28日
　温暖化対策議論の盛り上がりとともに、自然エネルギーの導入機運が高まっている。中でも太陽光発電は立地の制約が小さく、本命視されている。実際、太陽光発電の市場は2000年以降、右肩上がりで伸びており、2009年度からは国や東京都などの自治体の補助制度が拡充されるため、さらなる成長が確実視されている。

　太陽電池には複数のタイプがあるが、将来性の高さで注目を集めているのが「色素増感型太陽電池」である。材料供給の問題がなく、コストを既存の製品に比べて劇的に安くできる見通しだからだ。まだ研究レベルを脱しないが、数年後には市場に投入される可能性が高い。

●小さな小さな色素増感太陽電池ができました
　　　　　　自然エネルギー　 発見的生活の提案　2009/06/01　から
　米粒ぐらいの大きさの色素増感太陽電池をNew Energy Technologies社が作りました。太陽の光だけでなく、室内の明かりでも発電でき、コストも安い薄い膜状の小さな太陽電池です。
　ガラスに埋め込み、自ら発電する太陽電池内蔵の曇り止めガラスを作ることも可能ということです。

●注目集める色素増感型太陽電池の実力
　　　　　　　　従来の太陽電池と異なる原理で発電
　　　　　日経　ＢＰ　2008年1月25日 15時10分
　昨年12月から新年にかけて、色素増感型太陽電池（色素型または色素型太陽電池と略す）のニュースが相次いだ。太陽電池といえば、これまでは半導体製で、家庭の屋根などに設置されているのは、すべて半導体であるシリコンを使っている。これに対し色素型太陽電池は、半導体製の太陽電池とはまったく違った原理で光を電気に変えるもので、「印刷技術の応用でつくれる」「曲げたり折ったりできる」「透明であり、さまざまな色に着色できる」「製造コストが安い」などの特色がある。

具体的なニュースを振り返ってみると、2007年10月28日の東京読売新聞朝刊は「高校化学グランドコンテスト、10チームに決まる」という見出しで、和歌山県立海南高校の「色素増感型太陽電池の実用化」が、最終選考に残った10チームのなかに入っていることを紹介している。半導体製の太陽電池は、特別の製造装置がなければつくれないが、このニュースは、特別な装置を持たない高校生でも新しいタイプの太陽電池ならつくれることを示している。

2007年12月3日の日経新聞朝刊は、シャープが世界最高効率の色素型太陽電池モジュールを開発し、実用化が近いと伝えている。太陽光を電気に変換する効率が7.9％で、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の開発目標である「2010年までに面積900 cm2で効率8％」に近づいたとしている。2007年12月7日の日経新聞朝刊は、桐蔭横浜大学とベンチャー企業のペクセル・テクノロジーズ（本社横浜市）、藤森工業が高出力のフィルム状色素太陽電池の実用化にメドをつけたと報道した。さらには、2008年1月5日の日経新聞朝刊は、TDKと太陽誘電がそれぞれ色素型で太陽電池ビジネスに参入するという記事を掲載した。

半導体製の太陽電池は、性質の違う半導体を接触させ、そこに光が当たると電子と正孔（見かけ上プラスに帯電した電子の抜け穴）に分かれる現象を利用している。これに対して色素型の場合、電気化学的な酸化・還元反応を利用しており、半導体の太陽電池と原理がまったく異なっている。

●東大など、３原色で光る有機ＥＬ素子開発－製造コスト半減　　
　　　　　　　　　日刊工業新聞　2009年05月26日
　東京大学の中村栄一教授、辻勇人准教授、科学技術振興機構の佐藤佳晴研究員らは、製造コストを現在より約半減できる有機ＥＬディスプレー向け新材料を開発した。有機半導体材料の薄膜に発光色素などを添加、赤・緑・青の３原色で光る有機ＥＬ素子を作製した。簡易な材料構造で、量産が見込める。照明機器のほか、有機薄膜太陽電池へも応用も可能という。

　国際学術誌「アドバンスト・マテリアルズ」電子版に２５日発表した。
　現在主流の有機ＥＬ素子は５、６種類の有機多層薄膜で構成するヘテロ接合。一方、開発した素子は単一材料の単純な構造を持つホモ接合で、従来比同等以上の効率を持たせることに成功した。ホモ接合構造は、厚さ約１００ナノ―１５０ナノメートル（ナノは１０億分の１）。

●ソニー（２）次世代電池　収益の柱へ　　　ビジネスアイ　2009/5/13
ソニーが開発した色素を使う太陽電池パネルを取り入れた自家発電型行燈「Ｈａｎａ－Ａｋａｒｉ」
　■「太陽光・バイオ」に照準

　小型のＡＶ機器を簡単に持ち運ぶことができるなど、生活様式を大きく変える役割を果たすのが電池。ソニーは、エネルギー効率が高く、小型軽量化しやすい「リチウムイオン電池」に着目し、世界で初めて携帯電話向けに製品化するなど次世代電池の開発技術に強みを持つ。同電池は将来の収益の柱になる可能性を秘めており、ソニーは新たに自然エネルギーを利用する太陽光電池とバイオ電池の２つに的を絞って、量産化を急ぐ。

　「何ですかこれ？」－。昨年１２月に東京ビッグサイト（東京都江東区）で開催された環境配慮型製品・サービスの一般向け展示会「エコプロダクツ」で、ソニーの出展ブースに立ち寄った来場者が相次いで係員に問いかけ、首をかしげた。環境展にふさわしくないマリーゴールドの花が描かれたステンドグラスのような行燈が目にとまったからだ。

　この正体は、インテリア照明の試作機「Ｈａｎａ－Ａｋａｒｉ」。太陽電池パネルを傘として、太陽光や部屋の明かりを受けて発電し、リチウムイオン電池に充電、夜間はその電力で自ら電球をともすという機能を備えている。

　◆色鮮やかなパネル

　太陽電池で主流となっているシリコン型のパネルでは、ブルーとブラックの色しか頭に浮かんでこない。これに対して、ソニーのパネルは色鮮やか。光エネルギーを吸収する色素の特性を生かし、太陽電池に「色素増感技術」を取り入れたからだ。植物では色素が吸収した光エネルギーを化学エネルギーに変換し、ブドウ糖を生成する。色素増感型の太陽電池もこれと同じ原理で、電気エネルギーに変える。濃淡鮮明な色合いは４種類の色素を使ったという。世界最高水準を達成した光電変換技術も採用。また、色を演出するためビデオテープやリチウムイオン電池で蓄積した塗布、印刷技術を結集、生活シーンに溶け込みやすい機器として提案した。

　色素増感型がシリコン型と異なるのは、日の出、日の入りや室内灯といった弱い光でも効率よく吸収する点だ。１日の吸収量は日中に最も威力を発揮するシリコン型にかなわないが、日当たりが悪い場所や室内のインテリアなどシリコン型がカバーできない範囲での導入が期待できる。色や模様などデザインの自由度が飛躍的に拡大したことから、実用化のアイデアは膨らむ。
　Ｒ＆Ｄ戦略推進部企画グループの草野彰吾・統括課長は「ファッション性が必須要素である携帯電話のケースにも使用できる」とにらむ。開発を担う環境エネルギー研究部の鈴木祐輔係長は「量産態勢を確立するため耐久性と信頼性を確保したい」と早期事業化に向けアクセルを踏む。

　◆身近な飲料で動く

　バイオ電池では、ブドウ糖を用いて発電するタイプを２００７年８月に開発を発表し話題をさらった。ブドウ糖を酵素で分解して活動エネルギーを取り出す生物の仕組みを応用し、代わりに電気エネルギーを取り出して発電する。現在は、開発当時のものと比べ単位体積当たりの出力密度を２倍に向上させた試作機を開発し、これまでの半分の体積で携帯音楽プレーヤー「ウォークマン」を動作できるようにした。
　酒井秀樹・先端材料探索研究部バイオエレクトロニクス研究グループ係長は「ブドウ糖を含む身近な飲料であれば動くので、砂糖水でも構わない」と指摘する。モバイル機器に標準装備すれば、飲料で渇いたのどを潤すついでに一滴を垂らすシーンを目にする機会が、近い将来に訪れるかもしれない。（佐藤克史）

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【メモ】
　次世代電池は有望市場だ。小型民生用を除いたリチウムイオン電池の国内市場規模は、２０１４年度に０８年度比で約６．５倍の９４６億円に膨らむ見通し。ソニーは電気自動車向けの開発に乗り出す計画だ。太陽電池では競合他社と異なりデザイン性を重視するユニークな試みを実践。バイオ電池は使用済み液体の処理という課題が残るが、実用化が視野に入るなど同事業から目が離せない。

●岐阜大学に４つ目のプロジェクト研究センター設置　 　　　　　　　2007/04/26 未来型太陽光発電システム研究センターについて／岐阜大学 　本センターは，太陽光発電システムの研究開発に特化し，高効率，大面積，長寿命・高信頼性，低コストを実現するための太陽電池開発研究を行うとともに，発電施設として実用化し普及させるためのシステム研究開発を行っていきます。 研究部門 所掌業務 薄膜シリコン系太陽電池研究開発部門 新規ナノ結晶半導体の製膜技術の開発，新規ナノ結晶半導体の物性評価，透明電極の開発，原子状水素に高耐性な透明電極保護膜の開発，ナノ領域接合特性評価手法の開発，ヘテロ接合薄膜Si系太陽電池の開発 色素増感太陽電池研究開発部門 電析法によるナノ構造酸化亜鉛光電極の開発，新規な有機増感色素の開発，プラスチック太陽電池の高効率化に関する研究，大面積化に関する研究，耐久性実証試験に関する研究，色素増感太陽電池のライフサイクルアセスメントに関する研究 発電量評価技術研究開発部門 雲微物理過程を導入した物理気象モデルと分光日射量推定物理モデルの開発，ライダーによる大気中水粒子情報収集の検討，上空観測用カメラを用いた全天雲情報の計測，局地的日射量予測システム技術の開発 nano　tech大賞授賞式▼TOPICS　 　 nano　tech　大賞２００７ （環境・エネルギー部門）受賞 　未来型太陽光発電システム研究センターの色素増感太陽電池研究開発部門長　吉田　司准教授は、リーダーとして企業とユニバーサルソーラーセル研究会の合同出展を行い、環境・エネルギー部門大賞を受賞しました。（２００７年２月下旬、東京ビッグサイトで開催）

岐阜大学　未来型太陽光発電システム研究センター／トップページ

●色素増感型太陽電池　　　　太陽光発電・太陽電池用語集　2008-12-03 11:25:47 　色素増感型太陽電池とは、二酸化チタンとある色素を使って発電する太陽電池である。 1976年に大阪大学教授の坪村宏氏の研究グループが開発したのが一番最初で、91年になってスイス連邦工科大学のグレッツェル博士が、二酸化チタンを使用した方式で発電効率を高めたことから実用化への研究熱が高まった。 発電原理は、太陽光が透明ガラス電極に当たると、二酸化チタンに付けた色素が光を吸収し、電子を放出する。電子は二酸化チタンに移動し、電極に渡される。電極に到達した電子は対極に回り、三ヨウ化イオンに電子を渡して（還元）、ヨウ化物イオンにする。還元されたヨウ化物イオンは色素に電子を奪われる（酸化）。色素増感型太陽電池に使う二酸化チタンや色素、ヨウ素溶液はこの反応によってほとんど劣化しないため、半永久的に続くという優れものである。 色素増感型太陽電池の強みは、コストが安いことがあげられる。結晶シリコンのように高度の技術はいらないし、また、化学系のように希少金属を使用しないので資源高騰に悩まされなくてすむ。 さらに、製造技術が印刷技術で行えるので、既存の印刷機で製造できてしまう。そのため、設備投資額がほとんど無きに等しいという驚くべきメリットがある。製造コストはシリコン系の10分の1ぐらいといわれている。 また、結晶シリコンと異なり、熱に強い。 逆に、色素増感型太陽電池の弱みは、発電効率が低いことである。試験段階で9％ほどで、実用化は8％～10％がめどとみられている。セルの大きくすると変換効率が落ちてしまうので、改良する研究が続けられている。 発電効率のキーポイントは、どんな色素を使用するかにある。可視光線と赤外線を多く吸収する色素を使用できれば発電効率がよくなる。そのため、大日本印刷、三菱製紙など印刷会社の保有する色素の特許に注目が集まっている。 量産化した企業はまだない。2010年の量産化を目指してソニーや日立など各社がしのぎをけずっている。 (2009/5/31追記） ソニーによると、試作段階ではあるが世界トップの発電効率である８．２％を達成したという。 （参考） ・シリコンを使用しない色素増感型太陽電池 ・色素増感型太陽電池のキーポイントの増感色素の特許を有する三菱製紙をソニーは提携しないのか