最新太陽電池総覧

～All About Solar Cells ― from Semiconductors to Dye-Sensitized～
～シリコン系・化合物半導体系・有機系（有機薄膜・色素増感）～

税込価格	88,200円 （本体：84,000 円）	出版社	株式会社 技術情報協会
発刊日	2007年9月28日	体裁	B5判　488頁　上製本

　本書の特色としては、色素増感系の分野の方々には、これまで発展してきた半導体系の太陽電池に用いられている高効率化の技術の中から、参考となる考え方が見いだせる可能性が期待できる。他方、半導体系の分野の方々にも、色素増感系を含め、専門以外の種類の太陽電池に関しても深い理解が得られるものと自負している。半導体系と色素増感系の分野を融合させることにより、新たな展開を導き出そうとする野心的な試みを酌み取っていただき、今後の研究、太陽電池の発展にお役立ていただければ大きな喜びである。【豊島】

　構想から１年。太陽電池に関わる第一線の研究者ら３６名が最新の開発状況をレポートして綴った、かけがえのない技術総覧です。シリコン・化合物半導体・色素増感・有機薄膜といった種類の違いを越えて、それぞれの現状と課題を網羅致しました。ここ数年で大きく台頭してきた次世代の有機系太陽電池においては、ソニーやアイシン精機、新日本石油といった先行するデバイスメーカーが正に実用化目前(?)のリアルな現況を報告。またグレッツェル電池でお馴染みのグレッツェル先生御自身からも寄稿頂くなど、本書でしか得られない貴重な 情報が満載です。【内田】

シリコン系・化合物系・有機系（有機薄膜・色素増感）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！！
　★本書でしか得られない貴重な情報が満載！！
　★先行パネルメーカーなど第一線の研究者が最新情報を綴った技術総覧！！

• 【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

※敬称略

豊島 安健

産業技術総合研究所

内田 聡

東京大学

※敬称略

【第１章シリコン系】

加藤和彦

産業技術総合研究所

阪井純也

(株)トクヤマ

野元克彦

シャープ(株)

松野繁

三菱電機(株)

吉嶺幸弘

三洋電機(株)

【第２章化合物半導体】

中田時夫

青山学院大学

櫛屋勝巳

昭和シェル石油(株)

根上卓之

松下電器産業(株)

【第３章有機系１部有機薄膜】

吉川暹

京都大学

吉川整

京都大学

C.Patcharee

京都大学

内田聡一

新日本石油(株)

松本栄一

トッキ(株)

【第３章有機系２部色素増感型】

豊田竜生

アイシン精機（株）

樋口和夫

(株)豊田中央研究所

諸岡正浩

ソニー(株)

宮坂力

桐蔭横浜大学

池上和志

桐蔭横浜大学

手島健次郎

ペクセル・テクノロジーズ(株)

瀬川浩司

東京大学

齊藤陽介

東京大学

豊田太郎

電気通信大学

三浦偉俊

(株)ケミクレア

田中淳

昭和電工(株)

小柳嗣雄

触媒化成工業(株)

久保貴哉

東京大学

中山慶祐

新日本石油(株)

錦谷偵範

新日本石油(株)

中澤弘実

岩手大学【元ジオマテック(株)】

川島卓也

(株)フジクラ

川田健太郎

東京大学・旭化成(株)

ミヒャエル・グレッツェル

スイス連邦工科大学　ローザンヌ校(EPFL)

山元公寿

慶応義塾大学

佐藤宗英

慶応義塾大学

赤坂秀文

(株)スリーボンド

草野清一

分光計器(株)

• 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
• ●WuerthSolar社(独)　●SolibroGmbH(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 Photo Voltaic 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)
• ●OdersunAG（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

• 【　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　ガラス基板・・・

• 【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