第 章

PSCモジュールで世界最高効率を実現

1㈱東芝
PSCと Cu2Oの開発に注力できるため、フィルム基板を使えば軽量＆フレ東芝は次世代太陽電池（PV）の技術開発を加キシブルのモジュールが可能だ。
自家消費、分散電源が主流になる将来のPV市

ブスカイト太陽電池（PSC）については、NEDO

場では、設置制約の少ない軽量＆フレキシブルプロジェクトに参画して実用化研究に取り組ん

PSC が有望と東芝は考えている。

第速している。世界中で開発競争が激化するペロ2でおり、2018 年には 700cm サイズのフレキシ2

章

ブルPSCモジュールで世界最高効率を達成した。

フレキシブル PSC で世界最高効率
東芝は14年からPSCの開発を開始したが、15しているのが亜酸化銅（Cu2O）である。19 年 1年には NEDO プロジェクト「高性能・高信頼性月にCu2Oを用いたPVセルの透明化に世界で初太陽光発電の発電コスト低減技術開発／ペロブめて成功しており、同年 6 月には、Cu2O と結晶

スカイト系革新的低製造コスト太陽電池の研究シリコン（Si）を組み合わせたタンデム型 PV で開発」に参画し PSC の開発を加速している。同

変換効率 23.8％を実現した。

プロジェクトでは、積水化学工業と連携し、超軽第量 PSC モジュールの開発に取り組んでいる。

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OPVで培った成膜技術を活用

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一方、無機材料を用いた次世代PVとして注目

そして、18 年には、フィルム基板（PEN 基

東芝は長年、軽量＆フレキシブルな次世代 PV板）を用いた PSC では世界最大となる 703cm2の開発に取り組んでいる。最初に着目したのは（24.15cm×29.10cm、44セル直列）のモジュー

色素増感太陽電池（DSC）で、1990 年代には、エルの開発に成功し、同面積では世界最高となるネルギーハーベスティングを想定した有機薄膜

変換効率 11.7％を達成した。

電層を均一成膜する技術として、メニスカス塗にも適用した。発電層の材料となるインク組成

布法という高精度の印刷技術も開発した。

を工夫し、基板上でのヨウ化鉛（PbI2）とヨウ化

メニスカス塗布法は界面張力により隙間の液メチルアンモニウム（CH3NH3I）の反応を制御体の表面がつくる局面を利用した塗布技術であするなど、ペロブスカイト結晶成長条件の最適る。塗布とパターニングを同時に行うことがで化を行うことで、大面積での面内膜厚均一性、結きるため、塗布後のスクライブが不要で、プロセ晶膜質の均質性を高めることに成功した。面内スの高速化が期待できる。

膜厚分布は±7％、材料使用効率は 90％以上を実現している。

第この塗布技術により、OPV の性能が大幅に向ペロブスカイト発電層の塗布プロセスはスルとなる 11.2％の変換効率を達成したほか、サケールアップに適した 2 ステッププロセスを採ブモジュール（5cm 角）でも 9.9％の世界最高効用した。発電層は一般的なMAPbI（ヨウ化鉛メ3率（当時）を実現した。

チルアンモニウム）で、Cs（セシウム）や Ru（ルPSCである。PSCはOPVの開発で培った塗布技

5章

上した。14 年には、1cm 角セルで世界最高レベ

そして現在、開発資源を集中しているのが4章

OPV で開発したメニスカス塗布技術を PSC

第太陽電池（OPV）の開発を開始した。OPV の発ビジウム）のようなアルカリ金属は添加していない。
第 1 段階で PbI2 溶液、第 2 段階で MAI 溶液を高いのが大きな魅力だ。また、低温で塗布形成それぞれ塗布するが、インク組成の工夫や乾燥第術を応用できるうえ、何と言っても、変換効率が

章

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第2章

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太陽電池メーカーおよび関連企業の動向と戦略

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2020/01/10

11:33:08

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住宅用蓄電池システムを展開

京セラ㈱クレイ型 LiBを採用

全性試験を実施し、発煙・発火が無かったことを同社は部品事業（産業・自動車用部品、半導体確認している。
②では、リチウムイオン伝導を阻害するバイ（コミュニケーション、ドキュメント・ソリューンダーを使用しない、正極材と負極材それぞれ第ション、生活・環境）の 2 つの事業セグメントでで異なる特性の電解液を適用することから劣化2事業を推進している。電池関連では太陽光発電を抑え、寿命保証を従来の10年から15年に延長（PV）、燃料電池（FC）、住宅用蓄電池を取り扱っした。動作温度も－20℃～＋40℃を可能とした。

ており、住宅用にこれら 3 つを組み合わせたソ③では、バインダーや溶剤が不使用で、また、章関連部品、電子デバイス）と機器・システム事業リューションも展開する。

集電体のアルミ箔および銅箔を大幅に減らすな
ど、部品コストを 20 ～ 30％削減できるという。

テクノロジーズ（米マサチューセッツ州）の「クプロセス面でも従来 LiB のコーター、ロール装レイ型リチウムイオン電池（LiB）」を搭載した

置、スリッター、電解液注液装置といった複数の第住宅用蓄電池システム「エネレッツァ」を製品装置を独自の成形装置に置き換えた。これによ3化。高安全性、超寿命、低コストといった面でり、プロセスステップの削減、高効率処理により競合他社との差別化を図る。大東事業所（大阪

低コスト化および設備投資の縮小を可能とした。

府）に同システムのパイロットラインを設置し、エネレッツァは蓄電池ユニットとパワーコン

2020 年 1 月から少量のパイロット生産を開始。

ディショナー（パワコン）を一体化した、PV 連

同時に野洲工場（滋賀県野洲市）に量産ライン

係型蓄電システム。
ユーザビリティを重視し、蓄を構築し、同 10 月から年産 2 万台程度で量産に電池残量、PV 発電量など、頻繁に確認する情報移行する。量産ラインに向けた設備投資額は約を見やすくするためにメリハリの効いた表示方100 億円。法としている。

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次世代蓄電池分野では、米ベンチャーの 24M

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クレイ型 LiB は、正極材と負極材が粘土（クまた、見守りサポート機能を拡張し、ユーザーレイ）状であることからクレイ型 LiB または半のインターネット環境に頼らず、LTE 専用回線

固体 LiB と呼ぶ。京セラは伊藤忠商事とともにと通信モデムを標準で用意し、専用サーバーへ24M に出資し、京セラは生産技術に関する共同の接続により個別動作の状況を把握する。また、開発も実施していた。バインダー（接着剤）やソフトウェアのファームアップが必要になった溶剤（NMP）を含まない、電解液を正・負極材に際には遠隔での実施が可能。

最初から含ませるなど、従来の LiB と比較して製造プロセスを大幅に簡素化でき、①高安全性、②長寿命、③低コストといった点で優位性を持つ。①では、正極材と負極材で異なる電解液を使用するユニットセル構造、それに正極材にリン酸鉄リチウムを採用することで従来型 LiB よりも高い安全性を実現し第た。圧壊試験や過充電試験といった安「エネレッツァ」（左からパワコン、蓄電池ユニット、リモコン）

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次世代電池ハンドブック 2020

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書 名 ................次世代電池ハンドブック 2020
体裁・頁数 .........B5 判 オフセット刷り 236 頁
定 価 ................15,000 円 + 税発 行 ................2020 年 1 月 27 日

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