太陽電池総覧（技術書籍S1391）
| ◆シリコン系・化合物系・有機系の高効率化・大面積化・低コスト化・長期信頼性向上への最新要素技術！！ |
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S1391書籍 |
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《販売》企業研修協会 《発行》技術情報協会 |
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●発刊：２００７年９月 >●体裁：Ｂ５判（４８８頁、上製本） ●定価：８８，２００円(税・送料込) |
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【監修】 産業技術総合研究所 豊島 安健 東京大学 内田 聡 |
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【執筆者（敬称略）】 |
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【第１章 シリコン系】 ■産業技術総合研究所 加藤和彦 ■(株)トクヤマ 阪井純也 ■シャープ(株) 野元克彦 ■三菱電機(株) 松野 繁 ■三洋電機(株) 吉嶺幸弘 【第２章 化合物半導体】 ■青山学院大学 中田時夫 ■昭和シェル石油(株) 櫛屋勝巳 ■松下電器産業(株) 根上卓之 【第３章 有機系 １部 有機薄膜】 ■京都大学 吉川暹 ■京都大学 吉川整 ■京都大学 C.Patcharee ■新日本石油(株) 内田聡一 ■トッキ(株) 松本栄一 【第３章 有機系 ２部 色素増感型】 ■アイシン精機（株） 豊田竜生 ■(株)豊田中央研究所 樋口和夫 ■ソニー（株） 諸岡正浩 ■桐蔭横浜大学 宮坂力 ■桐蔭横浜大学 池上和志 ■ペクセル・テクノロジーズ（株） 手島健次郎 ■東京大学 瀬川浩司 ■東京大学 齊藤陽介 ■電気通信大学 豊田太郎 ■(株)ケミクレア 三浦偉俊 ■昭和電工(株) 田中淳 ■触媒化成工業(株) 小柳嗣雄 ■東京大学 久保貴哉 ■新日本石油(株) 中山慶祐 ■新日本石油(株) 錦谷偵範 ■岩手大学【元ジオマテック（株）】 中澤弘実 ■(株)フジクラ 川島卓也 ■東京大学・旭化成（株） 川田健太郎 ■スイス連邦工科大学ローザンヌ校（EPFL） ミヒャエル・グレッツェル ■慶応義塾大学 山元公寿 ■慶応義塾大学 佐藤宗英 ■（株）スリーボンド 赤坂秀文 ■分光計器（株）草野清一 |
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＜内容項目＞ |
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総 説
１．総論 はじめに：太陽電池の概要について 1-1．基本的事項 1-2．太陽電池の動作原理 1-3．高効率化の考え方 1-4．半導体系と色素増感系 1-5．評価手法 ２．各論 （材料による分類とその製造方法など） 2-1．結晶シリコン系 2-2．薄膜シリコン系 2-3．化合物薄膜系 2-4．化合物単結晶系 ３．太陽電池の現実 3-1．モジュール化と透明電極 3-2．部分陰の影響 3-3．製造コストに関する検討 3-4．将来展望 第１章 シリコン系太陽電池 第1節 太陽電池用シリコンの開発 １．各開発プロセスの説明 1-1．三塩化珪素法 １-2．モノシラン法 １-3．四塩化珪素法 ２．固体精製法 第2節 大面積・高効率薄膜シリコン太陽電池と その応用 １. ショートパルスVHFプラズマCVD法による 大面積成膜技術と高効率薄膜太陽電池セルの開発 ２．大面積・高効率結晶薄膜太陽電池セルの 電力用モジュール、建材一体型モジュールへの応用 第3節 高効率多結晶シリコン太陽電池の 開発と今後の展望 １．放電加工スライス技術 1-1．放電加工スライス 1-2．ダメージ層除去技術 1-3．セル試作結果 ２．高効率多結晶シリコン太陽電池の開発 2-1．低反射テクスチャー構造 2-2．テクスチャーサイズの大型化 2-3．高効率セルの試作結果 2-4．高効率化に関する今後の展望 第4節 高出力ＨＩＴ太陽電池の開発と展開 １．HIT太陽電池の構造及び特長 ２．パッシベーション効果 ３．高い接合特性を生み出すプロセス ４．優れた温度特性 ５．エネルギー変換効率の向上 ６．市場への展開 第２章 化合物系（非シリコン） 第1節 CIGS太陽電池開発の最前線 １．小面積セル ２．フレキシブル太陽電池 ３．大面積モジュール ４．CIGS製膜法と各社の製膜法 4-1．真空蒸着法 ●Wuerth Solar社(独) ●Solibro GmbH(スウェーデン) ●FLISOM (スイス) ●松下電器産業 ●Solarion GmbH (独) ●Ｇｌｏｂａｌ Solar Energy (ＧＳＥ、米国) 4-2．セレン化/硫化法 ●昭和シェルソーラー（株） ●(株)ホンダソルテック ●Johanna Solar Technology社（南ア） ●SulfurCell社 (独) ●AVANCIS (独) ●DayStar(米国) 4-3．ハイブリッド・スパッタ法 ●EPV (Energy PhotoVoltaic Inc. 米国) ●MiaSole（米国） 4-4．ナノ粒子印刷法 ●Nanosoalr（米国） ●ISET（International Solar Electric Technology Inc. （米国） 4-5．その他の製膜法 ●Scheuten Research（オランダ） ●IRDPE (Institute for Research and Development of Photovoltaic Energy) (仏) ●Odersun AG （ドイツ） ●Heliovolt (米国) 第2節 CIS系薄膜太陽電池の 大面積化技術と量産化技術 １．大面積化技術 1-1．構成薄膜層の大面積化技術 1-1-1．p型CIS系光吸収層の大面積化技術 1-1-2．n型透明導電膜窓層の大面積化技術 1-1-3．高抵抗バッファ層の大面積化技術 1-2．集積構造作製のためのパターニング技術 1-3．パッケージング技術 ２．量産化技術 2-1．CIS系光吸収層の量産化技術 2-2．n型高抵抗バッファ層の量産化技術 2-3．n型ZnO窓層の量産化技術 2-4．集積構造作製のための量産化技術 第3節 同時蒸着法による 高効率CIGS薄膜太陽電池の開発 １．高効率化技術 1-1．CIGS膜の結晶成長 1-2．組成制御 ２．高速形成技術 ３．大面積形成技術 第３章 有機系 総説 １．有機系太陽電池に掛ける期待 ２．有機薄膜太陽電池 2-1．有機薄膜太陽電池の仕組み 2-2．有機薄膜太陽電池の高効率化指針 ３．色素増感太陽電池 3-1．色素増感太陽電池の仕組み 3-2．色素増感型太陽電池の高効率化指針 第１部 有機薄膜太陽電池 第1節 有機太陽電池の可能性と課題 １．有機太陽電池の基礎 ２．有機太陽電池の開発の歴史と現状 ３．超階層ナノ構造素子の重要性 ４．有機太陽電池の可能性と課題 第2節 低分子系有機薄膜太陽電池の高効率化 １．有機薄膜太陽電池の構造と発電機構 1-1．有機薄膜太陽電池の材料と構造 1-2．有機薄膜太陽電池の発電機構 ２．ドナー・アクセプター共蒸着膜を利用した 有機薄膜太陽電池の実際 第3節 有機薄膜太陽電池製造装置 −成膜〜封止− １．有機薄膜太陽電池の構造 ２．有機薄膜太陽電池の製造工程 ３．基板の平坦化および洗浄技術 ４．前処理 ５．低分子有機材料の成膜 ６．高分子有機材料の成膜 ７．金属電極材料の成膜 ８．蒸着マスク・パターニング ９．封止 １０．製造装置構成 １１．量産製造装置 第２部 色素増感太陽電池 第1節 実用化へ向けた開発動向・・・ 【色素増感太陽電池モジュールの動向と屋外試験】 １．DSCモジュールの分類 ２．ＤＳＣモジュールの屋外試験 【色素増感太陽電池の高効率化技術と 各種環境下におけるセル特性】 １．色素増感太陽電池の高効率化技術 1-1．高効率化のポイント 1-2．電解質組成の最適化による内部抵抗の低減 1-3．対極による内部抵抗の低減 1-4．バリア層の導入による暗電流の低減 1-5．高効率化技術を適用したDSSC ２．各種環境下におけるセル特性 2-1．光量とセル特性 2-2．光源とセル特性 2-3．温度とセル特性 |
【フレキシブル色素増感太陽電池と 光キャパシタへの応用】 １．半導体膜の低温成膜で作る 色素増感プラスチック電極 ２．プラスチック色素増感太陽電池モジュールの開発 ３．蓄電とユビキタス性が意味をもつ プラスチック色素増感太陽電池 ４．光キャパシタの原理と光充放電特性 ５．光キャパシタ構造の改良による 光充放電特性の改善 ６．大型光キャパシタの作製と 拡散太陽光下における出力特性 【蓄電機能を付与した色素増感太陽電池】 １．ES-DSSCの動作原理 ２．ES-DSSCの性能改善 【量子ドット増感太陽電池】 １．CdS量子ドットによる増感機能 ２．CdSe量子ドットによる増感機能 ３．PbS量子ドットによる増感機能 第2節 高効率化へ向けた色素の開発・・・ 【DSC用増感色素の開発 ―変換効率向上の歴史と展望】 １．金属錯体および有機金属化合物 1-1．Ｒｕ金属錯体 1-2．Ru以外の金属錯体と有機金属化合物 1-3．ポルフィリン系色素 1-4．フタロシアニン系色素 ２．メタルフリー有機色素 2-1．古典的色素 2-2．天然物色素 2-3．シアニン系、ヘミシアニン系 2-4．メロシアニン系 2-5．色素の吸着状態とＪ凝集体の形成 2-6．シアノアクリル酸型色素（Knoevenagel型色素） 2-7．クマリン系色素 2-8．インドリン系色素 ３．特許関係 第3節 電極材料・・・ 【低温製膜用の酸化チタン・ペースト】 １．酸化チタン電極に求められる要件 1-1．DSCの作製工程 1-2．酸化チタン膜の要件 ２．気相法酸化チタンおよびそのペースト化 2-1．気相法酸化チタン 2-2．超微粒子酸化チタンの焼結挙動 2-3．ペースト化 ３．試作酸化チタン電極の特性 ４．低温製膜用酸化チタンペースト 【ナノチタニアの光マネジメント機能と そのDSCへの応用】 １．光封じ込め効果 （チタニア半導体二層構造の特長） 1-1．チタニア膜の二層構造について (1)イオン性液体を電解質を用いた場合 (2)凝固化電解質を用いた場合 (3)有機色素で世界一の変換効率セルに 二層チタニア膜を使用 ２．コア・シェルチタニア粒子を用いた チタニア電極の特性 2-1．単分散性チタニアの特長と光マネジメント特性 2-2．チタニア半導体膜（二層構造）の製造法 2-3．チタニアナノチューブ（TNT）を用いたDSC特性 【酸化チタンナノチューブ】 １．α−TNTの合成 ２．α−TNTの色素増感太陽電池への適用 第4節 電極基板・・・ 【ITO／SnO2系積層型透明導電膜】 １．色素増感太陽電池用透明導電膜に 要求される特性 ２．各種透明導電膜の特性の現状 2-1．抵抗率、透過率（アニ−ル前） 2-2．耐熱性（アニ−ルによる抵抗値、透過率の変化） 2-3．耐薬品性 2-4．表面形状 ３．ITO／SnO2系積層型透明導電膜の作製と諸特性 3-1．サンプル作製 3-2．特性評価 (1)結晶性の変化 (2)表面形状の変化 (3)伝導特性の変化 (4)光学特性の変化 (5)結果のまとめ ４．色素増感太陽電池への適用 【FTO/ITO複合導電膜の形成と諸特性】 １．透明導電性金属酸化物膜の複層化 1-1．透明導電性金属酸化物膜複層化の現在 1-2．ITO膜とFTO膜の導電機構の違い ２．FTO/ITO複合導電膜の形成 2-1．成膜方法の検討 2-2．成膜条件 ３．FTO/ITO複合導電膜の特性 3-1．FTO/ITO複合膜の光透過特性 3-2．FTO/ITO複合膜の導電性 3-3．各種TCOガラス基板の性能 3-4．DSCへの組み込み試験 第5節 電解質・・・ 【ヨウ素電解液：Transport and Kinetics of Iodide/Triiodide Electrolyte】 ※英文です。簡単な要約有り １．Diffusion-controlled redox exchange reaction ２．Iodide/triiodide transport in condensed liquid ３．Appendix ４．Acknowledgement 【デンドリマーを組み込んだ色素増感太陽電池】 １．色素増感太陽電池の等価回路と高効率化指針 ２．電解質の役割と高効率化への試み ３．デンドリマーの構造と機能 ４．デンドリマーのエレクトロニクスデバイスへの応用 ５．π共役デンドリマーによる逆電子移動の抑制 ６．デンドリマーの金属集積能による 色素増感太陽電池の高効率化 第6節 封止・・・ 【色素増感太陽電池用シール剤の開発】 １．シール分類から見たDSCシール材料 1-1．シール分類 1-2．分類から見たDSCシール要件 ２．シール・接着理論から見たDSCシール材料 2-1．漏洩理論 2-2．シール理論から見たDSCシール材料 2-3．接着理論から見たDSCシール材料 2-4．溶解性パラメーターから見ての総括 ３．今後の展望 第7節 評価手法・・・ 【色素増感太陽電池の評価手法】 １． 日本工業規格（ＪＩＳ）での環境評価試験 1-1．環境試験および耐久性試験 1-2．性能の測定 ２．太陽電池モジュールの信頼性試験項目 ３． 加速試験法 ４．長期耐久性試験及び曝露試験 ５．評価法 5-1．国際的な基準太陽電池の校正体系 5-2．太陽光発電システムの標準化体系（ＪＩＳ） 5-3．一次基準太陽電池 (JIS C 8910)および 二次基準太陽電池 (JIS C 8911 C 8931) （1）分光放射照度標準電球に基づく屋内校正法 5-4．太陽電池評価装置における単色光量の校正 5-5．太陽電池評価装置における分光感度計算式 5-6．太陽電池評価装置における白色光量の校正 ６．分光感度特性の測定 6-1．受光器の分光感度測定法 6-2．測定結果に表示すべきパラメータ 6-3．測定上の留意点 6-4．分光感度測定システム ７．分光感度測定装置を構成する要素 7-1．分光器 7-2．回折格子（Grating） 7-3．光源 7-4．検出器 ８．電気特性測定法 8-1．ソーラシミュレータ 8-2．ソーラシミュレータを構成する素子 8-3．ソーラシミュレータのメンテナンス ( JIS C 8912 , C 8933 ) 8-4．Ｉ−Ｖ測定 ９．色素増感太陽電池（ＤＳＣ）評価装置 (1)強い単色光強度 (2)面内均一性の良い照射光 (3)長い作動距離 (4)暗電流の補正 (5)超低周波数チョッパ (6)同期信号のジッターを解消 (7)チョッパの周波数表示間隔を短くした (8)同時測定の実現 |
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【本書のポイント】 ■シリコン系・・・＜さらなる＞薄型化・高効率化・大面積化・低コスト化・高品質化 ■シリコンの新しい製造法 結晶薄膜シリコン 多結晶シリコン ハイブリッド（ＨＩＴ） ■化合物半導体・・・＜商業化へ向けた＞大面積化・量産化・高校率化・Ｃｄフリー ■ＣＩＳ・ＣＩＧＳ 各社・研究機関の開発動向 ■有機薄膜・・・＜期待される次世代太陽電池＞ 変換効率向上へ ■低分子系 高分子系 製造技術 製造装置 ■色素増感・・・＜実用化へ向けたセル開発・モジュール化＞ 高効率化・長寿命化・大面積化 ・・・＜更なる機能性付与＞ フレキシブル化・カラフル化・蓄電機能 ■色素 量子ドット 電極材料 透明導電膜 電解質 シール剤 耐久試験 評価法 |
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■発刊にあたって（監修の書評）■ |
太陽電池総覧 技術書籍
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