【DSSC】Sony於染料敏化型太陽能電池產品開發動向

本專欄專門介紹日本「染料敏化型太陽能電池專利技術」概況,刊出時間非常不定,還請讀者多多注意Tnet動態。系列文章分為六大部分,如果您想瞭解其架構,還請參考一下系列報導的首篇文章。概略的說,如果您想知道些早期的DSSC商品,可以參考一下第一部份002~003。如果您想瞭解太陽能基礎知識,可參考004~016。如果想直接瞭解DSSC的技術發展介紹,那還請直接進入017~038篇報導,042開始介紹的是日本專利整體申請概況,056則正式進入各技術領域專利地圖分析,088起更進一步分析已拿到專利權的專利地圖分布情況。至於本系列報導最為重要的關鍵核心專利分析也自110篇起介紹過了。
目前專欄正進入探討廠商、研發機構在DSSC技術在產品開發應用上的情況,讀者可趁機觀察一下DSSC到底未來有沒有實用性與市場性,有興趣的讀者可以追一下報導。
再重申一下,這個專題系列報導沒有任何評論與建議,只是很實在的用文字圖表來做文獻彙整與資料分析介紹,解讀要靠各位讀者自己去發展。專利上的分析採用封閉式的限定檢索時間範圍,所以您看不到近期的專利情況,也請大家要有資料很舊的心理準備。各篇文章會儘量附上原始的文檔(附件)給需要的讀者下載,惟專利分析上所附的原始資料多數是日文資料,這點還請各位讀者見諒。
接下來就開始我們的「染料敏化型太陽能電池」專題系列報導旅程了。目前系列報導的進度在DSSC技術商品化上,今天登場的是日本Sony公司的產品開發動向。
 

染料敏化型太陽能電池專題系列(六)  151
DSSC技術發展與應用-主要廠商產品開發動向:Sony

紡織所 產業服務與資訊部
黃玲娉
 
在專利申請系列文章中,不難發現Sony(備註1)在染料敏化型太陽能電池上投入相當多的研發,也能請清楚瞭解到該公司在面板的製造技術、效率改善非常熱中,尤其是串聯型電池。雖然Sony的DSSC曾經在光電轉換效率上與Sharp並列保有世界紀錄(備註2),但2008年以前卻不見其任何產品發表。
 
2008年在一場以環保概念產品為主題的The Eco-Products 2008的展覽會上, Sony原主打ODO Twirl N' Take「運動」概念型相機,但會場上卻因為展示出以印刷方式完成的DSSC電池面板而意外的造成轟動。
 
展出的DSSC電池面板顏色相當的漂亮,能點亮LCD燈。Sony將染料敏化型太陽能電池應用於產品上的例子非常少見,看來是特意等到Michael Graetzel的專利到期後(備註3),Sony才發表試作品(圖1)。
 
The Eco-Products 2008展出的LCD燈取名為hana-akari lamp,共有四種顏色,每盞燈都只用一種顏色來表達,其中光電轉換效率最好的應該是使用??染料(indoline dye)。其實此試作品最大的特色是運用不同膜厚(氧化鈦)來呈現顏色,只要運用染料本身的顏色,就能展現繽紛色彩,創意十足。以燈座為成品的hana-akari lamp,不但能以DSSC來發電,燈座底部還裝置了個二次電池,能夠充電續電。在會場展示的燈座,室內充電15分鐘,能點亮1分鐘(備註4)。
 
Sony表示所展示的燈座並無上市販賣的時間表。從資料上可以得知Sony所公開的染料敏化型太陽能電池,面積約在18.5公分見方的單電池,光電轉換效率約在10%,模組效率則約在8.2%,151.4mW(備註5)。
 
 
2009年Sony在The Eco-Products展上將hana-akari lamp進化成窗,在日式窗格上更顯得美觀。但之後公司認為染料敏化型太陽能電池的光電轉化效率過低、成本過高,最終停止了商品化進程。
 
2014年PV Japan 2014展會上,東京大學先端科技術研究中心的瀨川浩司研究室,發表了與Sony共同開發的燈具「陽花?/Hikari」,燈具上的DSSC模版採紫陽花(Annabelle)設計,其電池基本構造為ES-DSSC(energy-storable dye-sensitized solar cells),能做為二次電池使用。
 
對Sony歷年展會有興趣的讀者,也可以至下列網站瀏覽
Sony's 'Hana Mado' power generating windows(2010年,現場錄音)
https://youtu.be/T96PxbR8d0o
 
?電??? - ??? 色素?感太陽電池 : DigInfo(2009年,日語介紹)
https://youtu.be/neAanaW0OnU
 
色素?感太陽電池 : DigInfo (2008年,日語介紹)
https://youtu.be/tQjuS252b5I
 
 
Sony DSSC試作品(備註6)
 
Sony DSSC試作品(備註6)
 
Hana-Akari行燈型試作面板(備註7)
 
Hana-Akari行燈型試作(備註7)
 
Hana-Akari行燈型
 
Sony DSSC窗 (The Eco-Products 2009)
 
Sony DSSC窗(The Eco-Products 2009)
 
Sony DSSC窗(The Eco-Products 2009)
 
Sony's hana-akari lamp showcases(2009 International consumer electronics show) (備註9)
 
PV Japan 2014 Sony與東京大學共同開發的燈具「陽花?/Hikari」(備註10)
 
東京大學瀨川浩司教授與Sony共同開發的燈具「陽花?/Hikari」DSSC模版(備註11)
 
東京大學瀨川浩司教授與Sony共同開發的燈具「陽花?/Hikari」
 
 
備註:
1.Sony Corporation,???株式?社 http://www.sony.co.jp/
2.Martin A. Green, Keith Emery, Yoshihiro Hisikawa, Wilhelm Warta, Solar Cell Efficiency Tables(Version 32), Progress in Photovoltaics:Research and Applications, Vol.16, 435-440, 12 June 2008
3.特許2664194, 2008.4.12專利保護到期
4.河合基伸, ???  色素增感型太陽電池?花柄??????試作, Nikkei Business Publications, Inc. 2008.12.11
5.????色素增感型太陽電池???變換?率10%強,?????變換?率8.2%?達成????。?????變換?率?,開口面積?18.5cm2???????, 2008年6月?產業技術總合研究所?測定??????。最大出力?151.4mW???。?????,?????變換?率10%?目標?改良?進????。
6.ASCII MEDIA WORKS,  http://ascii.jp/elem/000/000/170/170807/IMG_9670_300x.jpg
山根小雪,一般電力並??低???化,?????希少金??不要,色素?感型太陽電池 2008/10/07
http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20081006/316205/?ST=green_it&P=3
7.色素?感太陽電池?"Hana-Akari"行燈型試作機?一例
http://www.sony.co.jp/pressroom/pict_data/sonota/200812_Hana-Akari_1.html
http://www.sony.co.jp/pressroom/pict_data/sonota/200812_Hana-Akari_2.html
http://www.sony.co.jp/pressroom/pict_data/sonota/200812_Hana-Akari_3.html
http://www.sony.co.jp/pressroom/pict_data/sonota/200812_Hana-Akari_4.html
8.東京都內?開催中?環境?配慮??製品???展示會「???????2008」?、???(Sony)?新型太陽電池?試作品, Yoshikazu TSUNO(2008.12.11撮影)
???、手動?電????? ???????, 2008.12.12
http://www.afpbb.com/article/environment-science-it/environment/2548884/3605307#blogbtn
Impress Watch Corporation, an Impress Group company.  
色素?感太陽電池????。一般的?太陽電池?比??、????資源?節約??、??色?模??付??????????????
8.「Hana-Akari」?上???????。中央??????下?、色素增感太陽電池??????????????備?????。AFP/Yoshikazu TSUNO(2008年12月11日撮影)http://kaden.watch.impress.co.jp/cda/parts/image_for_link/64379-3289-3-1.html
9.JANUARY 08: Sony Corp. Chairman and CEO Sir Howard Stringer talks about dye sensitized solar cell products during his keynote address at the Venetian during the 2009 International Consumer Electronics Show (CES) January 8, 2009 in Las Vegas, Nevada.
10.野澤哲生,東京大?????、蓄電機能付?色素?感太陽電池?、色?????電“???????”?試作, 日????????? 2014/07/31
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/EVENT/20140731/368248/?SS=imgview&FD=-614732677
11.【????進?? 再生可能?????】世界??? 日本?有機系太陽電池技術,SankeiBiz,2014.8.25
http://www.sankeibiz.jp/compliance/news/140825/cpd1408250500002-n1.htm
https://www.yahoo.com/news/green-power-blooms-japan-unveils-hydrangea-solar-cell-140614711.html?ref=gs