【DSSC】島根縣產業技術中心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或是研發機構在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,惟所附的原始資料多數是日文原文資料,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,今天登場的是島根縣產業技術中心。
 
染料敏化型太陽能電池專題系列(六)  161
DSSC技術發展與應用-研發單位產品開發動向:島根縣產業技術中心
 
紡織所 產業服務與資訊部
黃玲娉
 
屬於地方級研究單位的島根縣產業技術中心(備註1),其主要工作任務是促進日本地方產業發展。從其研究文獻可發現,該中心很早期就開始進行小規模的DSSC技術開發。
 
島根縣產業技術中心首次DSSC技術公開是在2008年日刊工業新聞報導(備註2),報導指出,該機構研發出一組12公分方DSSC,能在85℃的高溫環境下,放置1000個小時仍維持95%的性能(JIS C8938),且研究進程接近量產化階段。
2008年的第一回國際太陽電池展(2008 PV EXPO)中,島根縣產業技術中心公開展示大型面板模組,完成度也相當高。
 
2009年CEATEC Japan展中則是與日本寫真印刷株式會社(NISSHA)聯合展出其共同研發成果:屋外型與攜帶式裝置的染料敏化型太陽能電池(商品商標名為EneLEAF),包含面板模組及應用。EneLEAF屬攜帶式裝置的染料敏化型太陽能電池,大小為12公分見方,也能呈多角型。其模組光電轉換效率有6.7%,耐久性相當良好,無論是屋外曝曬300天試驗、85℃~零下40℃的溫度試驗,或是連續光照射500小時試驗,其性能保持率皆在95%以上(備註6-1)。2012至2014藉由NEDO(獨立行政法人新能源?產業技術總合開發機構)的有機系太陽電池實用化先導技術開發計畫經費補助,展開了為期三年的戶外實驗(備註6-2)。2013年在京都國際交流會館走道地板裝置42盞地燈,京都市美術館前裝設24盞EneLEAF。2013年7月~2015年7月期間,則是再度測試了大型電池模版的長期耐候性及發光效率。
 
染料方面,2011年在PV EXPO中發表,與神戶天然物化學刷株式會社合作,委託其販售疏水性SK-1染料。
2016年3月島根縣產業技術中心更進一步發出新聞稿表示,開始販售染料SK-121。此染料是與島根大學、神戶天然物化學株式會社所共同開發,屬?菁(Phthalocyanine)系綠色素染料,已取得專利(特許第5761768號,請參考附件)。在SK-121 之前島根縣產業技術中心也曾發表過釕(Ru)系化合物紅色素染料。
 
封裝劑方面,2013年發表染料敏化型太陽能電池專用UV硬化型亞克力系的封裝劑,合作對象是Nichiban (????),商品名為Nichiban UM(備註7)。封裝劑具有透濕度低、不易被電解液侵蝕、不易變色等特性,能延長色素增感型太陽能電池壽命,對其照射數秒的紫外光與可見光之後(波長為200~420nm)便可硬化。島根縣產業技術中心在這合作案的角色是測評和分析,報告顯示經過1000小時的高溫耐久試驗之後,仍可達到95%以上的性能保持率。另外,此產品亦標榜適用於Screen printing、Dispenser塗布等。
 
島根縣產業技術中心DSSC測試結果(備註3)
   
 
 
 
島根縣產業技術中心DSSC面板(備註4)
 
   
 
島根縣產業技術中心大型DSSC面板(2008 PV EXPO) (備註5)
 
 
 
CEATEC Japan 2009展出 EneLEAF
 
 
 
 
SK-121染料化學式(備註8)
 
 
 
左邊為使用SK-121,右為使用SK-1染料之DSSC(備註8)
 
 
 
 
使用SK-121染料的DSSC構造與其獨立電源型廣告看板(耐久性實驗委託NEDO)
 
 
備註:
1.色素增感太陽電池 JIS耐久試驗??? 島根縣?技???? ???????開發, 日刊工業新聞, 2008.2.8
2.山陰中央新報, 耐久性?優??色素增感太陽電池????????開發, 2008.2.8
島根縣?業技術????報道發表, 耐久性?優??色素增感太陽電池?開發~新?????應用製品開發??????~, 2008.2.7
3.色素增感型太陽電池 「安價?手?」?可能?? 進?技術革新 ?????變換?率?耐久性,?賣新聞20版,2009年1月26日付
4.島根縣?業技術?????大型色素增感太陽電池???,野澤哲生,太陽電池展 大面積?色素增感太陽電池?續?,島根縣?大部分?印刷?製造,日經BP社, 2008.02.27
5.島根縣?業技術?????大型色素增感太陽電池???,野澤哲生, 太陽電池展 大面積?色素增感太陽電池?續?,島根縣?大部分?印刷?製造,日經BP社, 2008.02.27
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20080227/148146/ 
6-1.色素?感太陽電池?島根??業技術?????共同?開?,日本?真印刷株式?社,2009年9月14日
6-2.色素?感太陽電池?市場創出?目指???証??開始,日本?真印刷株式?社,2012年9月12日
7.色素?感型太陽電池用UV硬化型????系封止??島根??業技術?????共同開?,????株式?社,???????,2013年7月5日
8.島根??業技術????,???????,?業技術?????開???色素?感太陽電池用色素?量??向??試?販??開始????, 2016.2.29  http://www3.pref.shimane.jp/