Frequency Response Analysis of Photorechargeable Process Integrating Photovoltaic and Electrochemical Energy Storage

光伏与电化学储能集成的光充电过程频率响应分析

• 批准号: 21K04156
• 负责人: 野見山 輝明
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kagoshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04156/
• 关键词: 光蓄電池; 太陽電池; 蓄電池; 酸化チタン; ポリアニリン; ペロブスカイト太陽電池; 周波数応答解析; ゲル電解質; ヘテロ接合太陽電池; 導電性高分子; チタニア多孔体; ペロブスカイト系太陽電池; 高速充放電

太陽光発電層(PVL)を酸化チタン-ポリアニリンの多孔体複合体(TP)からなる蓄電層(STL)上に積層した「蓄電機能を持つ太陽電池:光蓄電池」の開発を目的とし，研究手法として周波数応答解析を用いる．この目的に対して，2021年度より継続して，酸化銅・酸化亜鉛発電層(CZ-PVL)の研究と酸化チタン-ポリアニリン蓄電層(TP-STL)の研究を並列に行っている．PVLについては，CZ-PVLでは十分な光発電を得ることができないと考え，新たにペロブスカイト太陽電池(P-PVL)を研究を進めた．2022年度当初，P-PVL自体の構造の検討を行った．その結果，一般的なペロブスカイト太陽電池で用いられる有機正孔輸送層が蓄電層の電解質溶媒の浸潤や蒸散で劣化することが懸念されるため，絶縁体多孔体層と炭素多孔体層を正孔輸送層としたPSCに取り組むこととし，その成膜の基礎的知見を得た．TP-STLについては，2021年度から継続で，蓄電層の高容量化のためにTP-STLの厚膜（ペレット）化に取り組み，ベースとなる酸化チタン多孔体ペレット表面に熱CVDによる導電FTO膜を形成することでポリアニリン電着に成功し．TP-STLの厚さを従来の100 μmから1 mm厚まで増やすことができた．さらにTP-STLについて，P-PVLとの積層のために，電解質の擬固体（ゲル）化に取り組んた．その結果，非水溶媒系のゲル電解質を浸透させたTP-STLにて充放電を確認した．しかしながら，ゲル電解質を用いたときの蓄電量は，液体電解質の7割程度に減少することが分かった．この原因は，電気化学インピーダンスの周波数応答解析により，ゲル電解質の溶媒として用いたジメチルホルムアミドの分子がポリアニリン電着膜の分子鎖に取り込まれ，緻密なポリアニリン電着膜が緩むことで，充放電時の電荷移動が阻害されるためと分かった．

The solar light-emitting layer (PVL) is formed on the porous composite (TP) of the solar light-emitting layer (TP) and the storage layer (STL). For this purpose, in 2021, the research on copper acidified lead conductive layer (CZ-PVL) and the research on copper acidified lead conductive layer (TP-STL) will be carried out in parallel.PVL will be carried out in parallel, and the research on copper acidified lead conductive layer (CZ-PVL) will be carried out in parallel. In 2022, the research on new copper acidified lead conductive layer (P-PVL) will be carried out in parallel. A Study on the Structure of P-PVL. As a result, the organic porous transport layer and the electrolyte solvent infiltration and evaporation degradation of the storage layer in general solar cells have been investigated. The insulating porous layer and the carbon porous layer have been selected from the PSC group. The basic knowledge of the film formation has been obtained.TP-STL has been investigated in 2021. The thickness of the TP-STL is 100 μm and the thickness of the TP-STL is 1 mm. TP-STL, P-PVL, P-STL, P-STL As a result, the electrolyte of the non-aqueous medium system was confirmed to be saturated with TP-STL. In addition, the amount of electrolyte used and the amount of electricity stored in the liquid electrolyte are reduced. The reason for this is that the number of cycles of the electrochemistry is analyzed. The solvent of the electrolyte is used for the molecular locking of the electrochemistry film. The dense electrochemistry film is slow, and the charge transfer resistance during the charge transfer is difficult.

项目成果

基板前処理による稠密で(002)配向したパルス電着ZnO膜の作製と光蓄電池への応用

基底预处理制备致密（002）取向脉冲电沉积ZnO薄膜及其在光伏电池中的应用

• 发表时间: 2021
• 作者: 東 玲央;有働 直輝;野見山 輝明;堀江 雄二;小ヶ口 晃
• 通讯作者: 小ヶ口 晃

柔軟性をもつアモルファス IZO ナノファイバ導電不織布基板の作製

柔性非晶IZO纳米纤维导电非织造基材的制备

• 发表时间: 2022
• 作者: 大木下潤;小川裕貴;野見山輝明;堀江雄二
• 通讯作者: 堀江雄二

炭素層と絶縁層を正孔輸送層としたペロブスカイト太陽電池を発電層に用いた光蓄電池

一种采用钙钛矿太阳能电池的光伏电池，其具有碳层和绝缘层作为发电层的空穴传输层。

• 发表时间: 2022
• 作者: 有働 直輝;野見山 輝明;堀江 雄二;三原 千都世
• 通讯作者: 三原 千都世

基板表面の改質およびZnO膜の溶解抑制によるZnO膜の稠密化と光蓄電池への応用

通过基底表面改性实现ZnO薄膜致密化并抑制ZnO薄膜溶解及其在光伏电池中的应用

• 发表时间: 2021
• 作者: 東 玲央;有働 直輝;野見山 輝明;堀江 雄二; 小ヶ口 晃
• 通讯作者: 小ヶ口 晃

チタニア多孔体ペレット上に形成した FTO 集電極を用いたチタニア-ポリアニリン複合体の電着 形成と光蓄電池への応用

使用在多孔二氧化钛颗粒上形成的FTO集电极电沉积形成二氧化钛-聚苯胺复合材料及其在光伏电池中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: 北山 公貴;北沢 雄大;野見山 輝明;堀江 雄二;三原 千都世
• 通讯作者: 三原 千都世