トップページ ＞ 太陽電池の種類 ＞ 色素増感太陽電池

※当サイトでは記事内にアフィリエイト広告を含む場合があります。

 

インテリアにも使えるカラフルな太陽電池

太陽電池といえば濃紺色が普通ですが、赤、青、黄、緑、紫、黒…といったようにカラフルな太陽電池が色素増感太陽電池です。

 

実験での小面積のセル変換効率で12％を記録し、モジュール変換効率でも約10％の性能が出ています。

 

色素増感太陽電池は、室内光のような弱い光でも発電できるという特徴があります。

 

近い将来、携帯やノートパソコンなど、デザイン性が求められ、それほど電力を必要としないものに色素増感太陽電池が導入され、さらに屋根置きや住宅の外装材としてデザインされたものも出てくるとみられています。

色素増感太陽電池の構造と発電メカニズム

色素増感太陽電池は、「薄膜電極」「色素」「電解液」「対向電極」から構成されます。

 

発電メカニズムはこうです。酸化チタンの表面に吸着した色素が、可視光などの光を吸収し、励起した電子が酸化チタンの方へ移動します。酸化チタン自身は可視光を吸収しません。色素が代わりに可視光を吸収するので、色素増感といわれます。電子を失った色素は、ヨウ素イオンから電子を受け取り再生します。

 

色素が光を吸収し電子を発生することから、光合成型太陽電池ともいわれます。

 

有機色素の種類を選ぶことで、赤、青、黄、緑、紫などのカラフルな太陽電池を作ることができます。

 

ハイビスカス、ブルーベリー、シソの葉など植物から抽出した色素を使って発電することもできるし、緑色のクロロフィル化合物を使えば、緑色の太陽電池、つまり人工の「葉っぱ」を作ることも可能なわけです。発電する造花ができるのです。なんとも楽しい話ですね。

 

色素増感型は結晶シリコン系に比べて大幅に製造コストを抑えられる可能性もあります。

 

耐久性に弱点

アモルファスシリコン太陽電池などと同等の性能を持ちながら商品化されていないのは、耐久性に弱点があるからです。電解液に蒸発しやすい液体（有機溶媒）を使うからです。

 

現在、耐久性を上げるために、電解質をゲル状にする研究が行われています。

 

また、蓄電可能な色素増感太陽電池の研究もおこなわれています。電解液の中に、蓄電機能のある電極を入れることで、発電した電力の一部を電極に蓄電しようというものです。

色素増感太陽電池関連ページ

単結晶シリコン太陽電池

単結晶シリコン太陽電池は、市販されている実用レベルの太陽電池の中では最も変換効率が高い太陽電池です。

多結晶シリコン太陽電池

多結晶シリコン太陽電池は、変換効率が単結晶シリコン対応に次いで高く、コストパフォーマンスにも優れています。

薄膜シリコン太陽電池（アモルファスシリコン太陽電池）

シリコン層の厚さを極限まで薄くしたものが薄膜シリコン太陽電池です。アモルファスシリコン太陽電池とも呼ばれます。

HIT太陽電池

HIT太陽電池は単結晶シリコンとアモルファスシリコンを積層した太陽電池です。変換効率が高く、高温時でも温度特性の低下が少なく、熱に強いのが特徴です。

化合物系太陽電池

シリコン以外の物質を混ぜ合わせて作られる太陽電池を化合物系太陽電池と呼びます。低コストでの製造が可能です。

有機薄膜太陽電池

有機薄膜太陽電池は、最も簡単に作ることができ、最も薄い太陽電池です。プラスチックフィルムのような太陽電池です。