JP2012001420A - 太陽電池一体型気体製造装置 - Google Patents
太陽電池一体型気体製造装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012001420A JP2012001420A JP2010231710A JP2010231710A JP2012001420A JP 2012001420 A JP2012001420 A JP 2012001420A JP 2010231710 A JP2010231710 A JP 2010231710A JP 2010231710 A JP2010231710 A JP 2010231710A JP 2012001420 A JP2012001420 A JP 2012001420A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoelectric conversion
- electrode
- conversion unit
- electrolysis
- electrolysis electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 110
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 316
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 314
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims abstract description 83
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 209
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 99
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 61
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 61
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 57
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 54
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 44
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical group [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 43
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 43
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 41
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 38
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 17
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 14
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 7
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 42
- 239000010408 film Substances 0.000 description 31
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 26
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 21
- -1 SiC Chemical class 0.000 description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 16
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 12
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 11
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 11
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 11
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 8
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 7
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 7
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 7
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 6
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 5
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 5
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 5
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 5
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N Carbazole Natural products C1=CC=C2C3=CC=CC=C3NC2=C1 UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004693 Polybenzimidazole Substances 0.000 description 3
- 229910020923 Sn-O Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910007541 Zn O Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910007604 Zn—Sn—O Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003011 anion exchange membrane Substances 0.000 description 3
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 3
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 229920002480 polybenzimidazole Polymers 0.000 description 3
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 3
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 3
- FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M sodium iodide Chemical compound [Na+].[I-] FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 3
- AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 1,4-benzoquinone Chemical compound O=C1C=CC(=O)C=C1 AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- 239000004114 Ammonium polyphosphate Substances 0.000 description 2
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 description 2
- 239000002879 Lewis base Substances 0.000 description 2
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019826 ammonium polyphosphate Nutrition 0.000 description 2
- 229920001276 ammonium polyphosphate Polymers 0.000 description 2
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 2
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 2
- 238000010538 cationic polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 150000007517 lewis acids Chemical class 0.000 description 2
- 150000007527 lewis bases Chemical class 0.000 description 2
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Chemical compound [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- 229920003209 poly(hydridosilsesquioxane) Polymers 0.000 description 2
- 229920000553 poly(phenylenevinylene) Polymers 0.000 description 2
- 229920000172 poly(styrenesulfonic acid) Polymers 0.000 description 2
- 229920001197 polyacetylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920002098 polyfluorene Polymers 0.000 description 2
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 2
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 2
- 229940005642 polystyrene sulfonic acid Drugs 0.000 description 2
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N pyrene Chemical compound C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004634 thermosetting polymer Substances 0.000 description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 2
- QGKMIGUHVLGJBR-UHFFFAOYSA-M (4z)-1-(3-methylbutyl)-4-[[1-(3-methylbutyl)quinolin-1-ium-4-yl]methylidene]quinoline;iodide Chemical compound [I-].C12=CC=CC=C2N(CCC(C)C)C=CC1=CC1=CC=[N+](CCC(C)C)C2=CC=CC=C12 QGKMIGUHVLGJBR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- INZDTEICWPZYJM-UHFFFAOYSA-N 1-(chloromethyl)-4-[4-(chloromethyl)phenyl]benzene Chemical compound C1=CC(CCl)=CC=C1C1=CC=C(CCl)C=C1 INZDTEICWPZYJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QIJNJJZPYXGIQM-UHFFFAOYSA-N 1lambda4,2lambda4-dimolybdacyclopropa-1,2,3-triene Chemical compound [Mo]=C=[Mo] QIJNJJZPYXGIQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 2-Methyl-2-[(1-oxo-2-propenyl)amino]-1-propanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC(C)(C)NC(=O)C=C XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 3-(oxolan-2-yl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC1CCCO1 WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IWTYTFSSTWXZFU-UHFFFAOYSA-N 3-chloroprop-1-enylbenzene Chemical compound ClCC=CC1=CC=CC=C1 IWTYTFSSTWXZFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SOSAUKRKGXFQKS-UHFFFAOYSA-N 4,5-dimethyl-2-propyl-1H-imidazole hydroiodide Chemical compound I.CCCC1=NC(C)=C(C)N1 SOSAUKRKGXFQKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003934 Aciplex® Polymers 0.000 description 1
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017008 AsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N Bipyridyl Chemical compound N1=CC=CC=C1C1=CC=CC=N1 ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229910004613 CdTe Inorganic materials 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017813 Cu—Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229920003935 Flemion® Polymers 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical group [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010020056 Hydrogenase Proteins 0.000 description 1
- 235000000177 Indigofera tinctoria Nutrition 0.000 description 1
- 229910000673 Indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910039444 MoC Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 1
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010060806 Photosystem II Protein Complex Proteins 0.000 description 1
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- NRCMAYZCPIVABH-UHFFFAOYSA-N Quinacridone Chemical compound N1C2=CC=CC=C2C(=O)C2=C1C=C1C(=O)C3=CC=CC=C3NC1=C2 NRCMAYZCPIVABH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003086 Ti–Pt Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 1
- QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N Vinyl ether Chemical compound C=COC=C QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910026551 ZrC Inorganic materials 0.000 description 1
- OTCHGXYCWNXDOA-UHFFFAOYSA-N [C].[Zr] Chemical compound [C].[Zr] OTCHGXYCWNXDOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVYYOKWPCQYKEY-UHFFFAOYSA-N [Fe].[Co] Chemical compound [Fe].[Co] QVYYOKWPCQYKEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910000074 antimony hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N arsane Chemical compound [AsH3] RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NWAIGJYBQQYSPW-UHFFFAOYSA-N azanylidyneindigane Chemical compound [In]#N NWAIGJYBQQYSPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000987 azo dye Substances 0.000 description 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 description 1
- 150000001244 carboxylic acid anhydrides Chemical group 0.000 description 1
- 125000002843 carboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- MEAHOQPOZNHISZ-UHFFFAOYSA-M cesium;hydrogen sulfate Chemical compound [Cs+].OS([O-])(=O)=O MEAHOQPOZNHISZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007809 chemical reaction catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- GVEHJMMRQRRJPM-UHFFFAOYSA-N chromium(2+);methanidylidynechromium Chemical compound [Cr+2].[Cr]#[C-].[Cr]#[C-] GVEHJMMRQRRJPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000152 cobalt phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- ZBDSFTZNNQNSQM-UHFFFAOYSA-H cobalt(2+);diphosphate Chemical compound [Co+2].[Co+2].[Co+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O ZBDSFTZNNQNSQM-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000547 conjugated polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001795 coordination polymer Polymers 0.000 description 1
- HVMJUDPAXRRVQO-UHFFFAOYSA-N copper indium Chemical compound [Cu].[In] HVMJUDPAXRRVQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N diethylzinc Chemical compound CC[Zn]CC HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- ZZEMEJKDTZOXOI-UHFFFAOYSA-N digallium;selenium(2-) Chemical compound [Ga+3].[Ga+3].[Se-2].[Se-2].[Se-2] ZZEMEJKDTZOXOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N dioxoiridium Chemical compound O=[Ir]=O HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N disilane Chemical compound [SiH3][SiH3] PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 239000010411 electrocatalyst Substances 0.000 description 1
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N fluoranthrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=C22)=C3C2=CC=CC3=C1 GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N fluorosulfonic acid Chemical compound OS(F)(=O)=O UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910021478 group 5 element Inorganic materials 0.000 description 1
- WHJFNYXPKGDKBB-UHFFFAOYSA-N hafnium;methane Chemical compound C.[Hf] WHJFNYXPKGDKBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002366 halogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 125000002768 hydroxyalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 description 1
- 229940097275 indigo Drugs 0.000 description 1
- COHYTHOBJLSHDF-UHFFFAOYSA-N indigo powder Natural products N1C2=CC=CC=C2C(=O)C1=C1C(=O)C2=CC=CC=C2N1 COHYTHOBJLSHDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N indium arsenide Chemical compound [In]#[As] RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- 229910000457 iridium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- DZVCFNFOPIZQKX-LTHRDKTGSA-M merocyanine Chemical compound [Na+].O=C1N(CCCC)C(=O)N(CCCC)C(=O)C1=C\C=C\C=C/1N(CCCS([O-])(=O)=O)C2=CC=CC=C2O\1 DZVCFNFOPIZQKX-LTHRDKTGSA-M 0.000 description 1
- 229910001511 metal iodide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- UNASZPQZIFZUSI-UHFFFAOYSA-N methylidyneniobium Chemical compound [Nb]#C UNASZPQZIFZUSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NFFIWVVINABMKP-UHFFFAOYSA-N methylidynetantalum Chemical compound [Ta]#C NFFIWVVINABMKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002116 nanohorn Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- LKKPNUDVOYAOBB-UHFFFAOYSA-N naphthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC4=CC=CC=C4C=C3C(N=C3C4=CC5=CC=CC=C5C=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=C2C(C=CC=C2)=C2)C2=C1N=C1C2=CC3=CC=CC=C3C=C2C4=N1 LKKPNUDVOYAOBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N oxalonitrile Chemical compound N#CC#N JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AHHWIHXENZJRFG-UHFFFAOYSA-N oxetane Chemical compound C1COC1 AHHWIHXENZJRFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000005365 phosphate glass Substances 0.000 description 1
- 125000005499 phosphonyl group Chemical group 0.000 description 1
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001007 phthalocyanine dye Substances 0.000 description 1
- 229920003227 poly(N-vinyl carbazole) Polymers 0.000 description 1
- 229920000548 poly(silane) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 1
- 229920000412 polyarylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001088 polycarbazole Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 1
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000005373 porous glass Substances 0.000 description 1
- 150000004032 porphyrins Chemical class 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008057 potassium phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001008 quinone-imine dye Substances 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N silanol Chemical compound [SiH3]O SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000009518 sodium iodide Nutrition 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- OUULRIDHGPHMNQ-UHFFFAOYSA-N stibane Chemical compound [SbH3] OUULRIDHGPHMNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N strontium titanate Chemical compound [Sr+2].[O-][Ti]([O-])=O VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003440 styrenes Chemical class 0.000 description 1
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003115 supporting electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 229910003468 tantalcarbide Inorganic materials 0.000 description 1
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003470 tongbaite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N trimethylindium Chemical compound C[In](C)C IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AAAQKTZKLRYKHR-UHFFFAOYSA-N triphenylmethane Chemical compound C1=CC=CC=C1C(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 AAAQKTZKLRYKHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- CMPGARWFYBADJI-UHFFFAOYSA-L tungstic acid Chemical compound O[W](O)(=O)=O CMPGARWFYBADJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920006305 unsaturated polyester Polymers 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
- 239000001018 xanthene dye Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- ZVWKZXLXHLZXLS-UHFFFAOYSA-N zirconium nitride Chemical compound [Zr]#N ZVWKZXLXHLZXLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/02—Preparation of oxygen
- C01B13/0203—Preparation of oxygen from inorganic compounds
- C01B13/0207—Water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/04—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of inorganic compounds, e.g. ammonia
- C01B3/042—Decomposition of water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/50—Processes
- C25B1/55—Photoelectrolysis
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/048—Encapsulation of modules
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/075—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PIN type, e.g. amorphous silicon PIN solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
- H02J1/10—Parallel operation of dc sources
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S136/00—Batteries: thermoelectric and photoelectric
- Y10S136/291—Applications
- Y10S136/293—Circuits
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
【解決手段】本発明の太陽電池一体型気体製造装置は、受光面とその裏面を有する光電変換部と、前記光電変換部の裏面側に設けられ、かつ、電解液に浸漬可能に設けられた第1電解用電極と、前記光電変換部の裏面側に設けられ、かつ、電解液に浸漬可能に設けられた第2電解用電極と、切換部とを備え、第1電解用電極および第2電解用電極は、前記光電変換部が受光することより生じる起電力により電解液を電気分解しそれぞれ第1気体及び第2気体を発生させることができるように設けられ、前記切換部は、前記光電変換部が受光することにより生じる起電力を第1外部回路へ出力させる回路と、前記光電変換部が受光することにより生じる起電力を第1電解用電極および第2電解用電極に出力させる回路とを切り換えることを特徴とする。
【選択図】図2
Description
例えば、特許文献1では、基板上に形成した透明電極膜の上に薄膜太陽電池と電解触媒層を並列に形成し、薄膜太陽電池に光を照射することにより、電解液を電気分解することを可能とする水素製造装置が開示されている。
また、特許文献2では、最適化された太陽電池の起電力を電解槽に出力し、水素および酸素を発生させる電解システムが開示されている。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、太陽電池の起電力を利用して第1気体および第2気体を発生させることができ、かつ、同じ太陽電池を利用して電力を外部回路に供給できる太陽電池一体型気体製造装置を提供する。
本発明によれば、光電変換部が受光することにより生じる起電力を切換部を介して第1外部回路に出力することができ、第1外部回路に電力を供給することができる。
本発明によれば、光電変換部の裏面側に第1電解用電極および第2電解用電極を設けるため、受光面に入射する光が、第1電解用電極および第2電解用電極、ならびにそこからそれぞれ発生する第1気体及び第2気体により吸収や散乱されることはない。このことにより、光電変換部への入射光の量を多くすることができ、光利用効率を高くすることができる。
本発明によれば、太陽電池と気体製造装置が一体化しているため、よりコンパクトな装置とすることができ、設置面積を少なくすることができる。太陽電池と気体製造装置に共通部分を利用することができ、製造コストを低くすることができる。
太陽電池一体型気体製造装置とは、太陽電池の機能と気体製造装置の機能を有する装置である。
このような構成によれば、第1電解用電極と第2電解用電極において、電解液から水素および酸素を製造することができる。
本発明の太陽電池一体型気体製造装置において、前記光電変換部の裏面上に設けられた絶縁部をさらに備え、第1電解用電極および第2電解用電極は、前記絶縁部上に設けられ、かつ、それぞれ前記切換部と電気的に接続することが好ましい。
このような構成によれば、光電変換部が受光することにより生じる起電力を切換部を介して第1外部回路に出力することができ、また、光電変換部が受光することにより生じる起電力を第1電解用電極または第2電解用電極に出力することができる。また、第1外部回路または第1、第2電解用電極に起電力を出力する場合、リーク電流が流れることを防止することができる。
このような構成によれば、光電変換部が受光することにより生じる起電力を切換部を介して第1外部回路に出力することができ、また、光電変換部が受光することにより生じる起電力を第1電解用電極または第2電解用電極に出力することができる。また、第1外部回路または第1、第2電解用電極に起電力を出力する場合、リーク電流が流れることを防止することができる。
本発明の太陽電池一体型気体製造装置において、前記光電変換部の受光面上に設けられた第1電極と、前記光電変換部の裏面上に設けられた絶縁部とをさらに備え、第2電解用電極は、前記絶縁部上に設けられ、かつ、第1電極と電気的に接続し、第1電解用電極は、前記絶縁部上に設けられ、かつ、前記切換部と電気的に接続することが好ましい。
このような構成によれば、光電変換部が受光することにより生じる起電力を切換部を介して第1外部回路に出力することができ、また、光電変換部が受光することにより生じる起電力を第1電解用電極または第2電解用電極に出力することができる。また、第1外部回路または第1、第2電解用電極に起電力を出力する場合、リーク電流が流れることを防止することができる。
このような構成によれば、光電変換部が受光することにより生じる起電力を第1電解用電極または第2電解用電極に出力することができる。また、光電変換部が受光することにより生じる起電力が、電解液の電解電圧に達しない場合には、光電変換部が受光することにより生じる起電力を切換部を介して第1外部回路に出力することができる。
本発明の太陽電池一体型気体製造装置において、第2電解用電極と第1電極とを電気的に接続する第1導電部をさらに備えることが好ましい。
このような構成によれば、光電変換部が受光することにより生じる起電力を効率よく第2電解用電極に出力することができる。
本発明の太陽電池一体型気体製造装置において、第1導電部は、前記光電変換部を貫通するコンタクトホールに設けられることが好ましい。
このような構成によれば、第2電解用電極と第1電極とを電気的に接続することができ、第2電解用電極と第1電極とをほぼ同じ電位とすることができる。
このような構成によれば、光電変換部が受光することにより生じる起電力を効率よく第2電解用電極に出力することができる。
本発明の太陽電池一体型気体製造装置において、前記絶縁部は、前記光電変換部の側面を覆うように設けられ、第2電解用電極は、前記絶縁部の前記光電変換部の側面を覆う部分の上に設けられ、かつ、第1電極と接触することが好ましい。
このような構成によれば、光電変換部が受光することにより生じる起電力を効率よく第2電解用電極に出力することができる。
このような構成によれば、光電変換部が受光することにより生じる起電力を第1外部回路または第1電解用電極と第2電解用電極とに出力することができる。
本発明の太陽電池一体型気体製造装置において、前記光電変換部は、受光することにより前記裏面の第1および第2区域間に電位差が生じ、第1区域は、第1電解用電極と電気的に接続し、第2区域は、第2電解用電極と電気的に接続することが好ましい。
このような構成によれば、第1および第2区域と第1電解用電極および第2電解用電極とを容易に電気的に接続することができ、製造コストを低減することができる。
本発明の太陽電池一体型気体製造装置において、前記光電変換部は、n型半導体部およびp型半導体部を有する少なくとも1つの半導体材料からなり、第1および第2区域のうち、一方は前記n型半導体部の一部であり、他方は前記p型半導体部の一部であることが好ましい。
このような構成によれば、光電変換部の裏面の第1および第2区域間に電位差が生じさせることができる。
このような構成によれば、光電変換部が受光することにより形成される電子およびホールを効率よく分離することができ、光電変換効率をより高くすることができる。
本発明の太陽電池一体型気体製造装置において、第1区域および第2区域は、それぞれ前記切換部と電気的に接続することが好ましい。
このような構成によれば、光電変換部が受光することにより第1および第2区域間に生じる起電力を第1外部回路へ出力することができる。
本発明の太陽電池一体型気体製造装置において、前記絶縁部と第1電解用電極との間または前記絶縁部と第2電解用電極との間に設けられた第2導電部をさらに備えることが好ましい。
このような構成によれば、第1電解用電極または第2電解用電極で生じる内部抵抗をより小さくすることができる。
本発明の太陽電池一体型気体製造装置において、透光性基板をさらに備え、前記光電変換部は、前記受光面が前記透光性基板側となるように前記透光性基板上に設けられることが好ましい。
このような構成によれば、透光性基板の上に光電変換部を形成することができるため、光電変換部をより形成しやすくなる。
このような構成によれば、第1電解用電極および第2電解用電極を設ける領域を広くすることができ、電解液の電気分解反応が進行する第1電解用電極の表面および第2電解用電極の表面を広くすることができる。
本発明の太陽電池一体型気体製造装置において、第1電解用電極または第2電解用電極を浸漬させる電解液を貯留可能な電解液室をさらに備えることが好ましい。
このような構成によれば、第1電解用電極および第2電解用電極を電解液に浸漬させることができる。
このような構成によれば、第1電解用電極または第2電解用電極を浸漬させる電解液を貯留可能な電解液室を容易に設けることができる。
本発明の太陽電池一体型気体製造装置において、第1電解用電極が浸漬する電解液を貯留可能な電解液室と、第2電解用電極が浸漬する電解液を貯留可能な電解液室とを仕切る隔壁をさらに備えることが好ましい。
このような構成によれば、第1電解用電極および第2電解用電極でそれぞれ発生した第1気体および第2気体を分離することができ、第1気体および第2気体をより効率的に回収することができる。
このような構成によれば、第1電解用電極の上部の電解液室に導入された電解液と第2電解用電極の上部の電解液室に導入された電解液との間のイオン濃度の不均衡を解消することができ、安定して第1気体および第2気体を発生させることができる。
本発明の太陽電池一体型気体製造装置において、前記光電変換部は、p型半導体層、i型半導体層およびn型半導体層を備える光電変換層を有することが好ましい。
このような構成によれば、光電変換部がpin構造を有することができ、効率よく光電変換をすることができる。また、光電変換部で生じる起電力をより大きくすることができ、電解液をより効率的に電気分解することができる。
このような構成によれば、光電変換部が受光することにより生じる電位差をより大きくすることができ、効率よく第1気体および第2気体を発生させることができる。
本発明の太陽電池一体型気体製造装置において、各光電変換層は、第3導電部により直列接続されたことが好ましい。
このような構成によれば、並列に並べられた各光電変換層を直列接続することができる。
本発明の太陽電池一体型気体製造装置において、第3導電部は、前記光電変換層の受光面側に設けられた透光性電極と、前記光電変換層の裏面側に設けられた裏面電極とを含むことが好ましい。
このような構成によれば、並列に並べられた各光電変換層を直列接続することができる。
このような構成によれば、本発明の太陽電池一体型気体製造装置により燃料電池の燃料となる水素を製造することができる。また、各触媒を含むことにより、電解液の電気分解反応が進行する速度を速くすることができる。さらに、製造した水素は、燃料電池の燃料とする他、熱源として利用することもできる。
本発明の太陽電池一体型気体製造装置において、前記水素発生部および前記酸素発生部のうち少なくとも一方は、触媒が担持された多孔質の導電体から形成されることが好ましい。
このような構成によれば、水素発生部および酸素発生部のうち少なくとも一方の触媒表面積を大きくすることができ、より効率的に酸素または水素を発生させることができる。また、多孔質の導電体を用いることにより、光電変換部と触媒との間の電流が流れることによる電位の変化を抑制することができ、より効率的に水素または酸素を発生させることができる。
このような構成によれば、本発明の太陽電池一体型気体製造装置と太陽電池パネルなどの起電力が生じる装置とを並べて設置した場合、前記装置で生じる起電力を用いて第1気体および第2気体を製造することができる。
本発明の太陽電池一体型気体製造装置において、前記切換部が切り換える回路を選択し、選択した結果を前記切換部に出力する切換選択部をさらに備え、前記切換部は、入力した前記切換選択部が選択した結果に基づき回路の切り換えを行うことが好ましい。
このような構成によれば、光電変換部に照射される日射量などの前記装置の状況や本発明の装置を設置した施設などの電力需要などの需要状況に応じて、電力供給と第1気体および第2気体の製造を切り換えることができる。
このような構成によれば、前記装置に照射される日射量の予測、降水確率、日時、気温および電力需要予測のうち少なくとも1つに基づき、本発明の太陽電池一体型気体製造装置による第1外部回路への電極の供給と、第1気体および第2気体の製造を切り換えることができる。このことにより、光電変換部で生じた起電力を無駄なく有効に活用することができる。
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図面や以下の記述中で示す構成は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。
本実施形態の太陽電池一体型気体製造装置25は、受光面とその裏面を有する光電変換部2と、光電変換部2の裏面側に設けられ、かつ、電解液に浸漬可能に設けられた第1電解用電極8と、光電変換部2の裏面側に設けられ、かつ、電解液に浸漬可能に設けられた第2電解用電極7と、切換部10とを備え、第1電解用電極8および第2電解用電極7は、光電変換部2が受光することより生じる起電力により電解液を電気分解しそれぞれ第1気体及び第2気体を発生させることができるように設けられ、切換部10は、光電変換部2が受光することにより生じる起電力を第1外部回路へ出力させる回路と、光電変換部2が受光することにより生じる起電力を第1電解用電極8および第2電解用電極7に出力させる回路とを切り換えることを特徴とする。
以下、本実施形態の太陽電池一体型気体製造装置25について説明する。
なお、本実施形態の太陽電池一体型気体製造装置25は、図2のような断面を有してもよく、図5、6、7、8、9、10、11または12のような断面を有してもよい。なお、図5〜8は、図1の点線A−Aの断面図に対応している。また、図9〜12は、図1の点線A−Aの断面図に対応しているが、隔壁13などの位置が異なっている。
透光性基板1は、透光性を有する基板であれば特に限定されない。透光性基板1の材料としては、例えば、ソーダガラス、石英ガラス、パイレックス(登録商標)、合成石英板等の透明なリジッド材、あるいは透明樹脂板やフィルム材等が好適に用いられる。化学的および物理的安定性を備える点より、ガラス基板を用いることが好ましい。
透光性基板1の光電変換部2側の表面には、入射した光が光電変換部2の表面で有効に乱反射されるように、微細な凹凸構造に形成することができる。この微細な凹凸構造は、例えば反応性イオンエッチング(RIE)処理もしくはブラスト処理等の公知の方法により形成することが可能である。
第1電極4は、透光性基板1の上に設けることができ、光電変換部2の受光面と接触するように設けることができる。また、第1電極4は、切換部10に電気的に接続することができる。また、第1電極4は、図6、7、9のように第1導電部9を介して第2電解用電極7と電気的に接続してもよく、図8のように第2電解用電極7と直接接触してもよい。また、第1電極4は透光性を有してもよい。
また、本実施形態の太陽電池一体型気体製造装置25が図11または図12のような断面を有する場合、第1電極4は省略することができる。
第1電極4を設けることにより、光電変換部2の受光面と切換部10との間に流れる電流を大きくすることができる。また、図6、7、9のように第1電極4が第1導電部9を介して第2電解用電極7と電気的に接続する場合、光電変換部2で生じた起電力を効率よく第1電解用電極8と第2電解用電極7とに出力することができる。
第1電極4は、例えば、ITO、SnO2などの透明導電膜からなってもよく、Ag、Auなどの金属のフィンガー電極からなってもよい。また、透明導電膜と金属のフィンガー電極とを組み合わせた電極であってもよい。
透明導電膜は、光電変換部2の受光面と切換部10などとのコンタクトを取りやすくするために用いている。
一般に透明電極として使用されているものを用いることが可能である。具体的にはIn−Zn−O(IZO)、In−Sn−O(ITO)、ZnO−Al、Zn−Sn−O、SnO2等を挙げることができる。なお本透明導電膜は、太陽光の光線透過率が85%以上、中でも90%以上、特に92%以上であることが好ましい。このことにより光電変換部2が光を効率的に吸収することができるためである。
透明導電膜の作成方法としては公知の方法を用いることができ、スパッタリング、真空蒸着、ゾルゲル法、クラスタービーム蒸着法、PLD(Pulse Laser Deposition)法などが挙げられる。
光電変換部2は、透光性基板1上に設けることができ、かつ、受光することにより電位差が生じる。光電変換部2は、図2、5〜10のように受光面とその裏面との間に電位差が生じるものであってもよく、図11、12のように裏面の第1区域と第2区域との間に電位差が生じるものであってもよい。光電変換部2は、例えば、シリコン系半導体を用いた光電変換部、化合物半導体を用いた光電変換部、色素増感剤を利用した光電変換部、有機薄膜を用いた光電変換部などである。
第1気体および第2気体が水素および酸素である場合、光電変換部2は、第1電解用電極8および第2電解用電極7において電解液に含まれる水を分解し水素と酸素が発生させるために必要な起電力が生じる必要がある。第1電解用電極8と第2電解用電極7の電位差は、水分解のための理論電圧(1.23V)より大きくする必要があり、そのためには光電変換部2で十分大きな電位差を生み出す必要がある。そのため光電変換部2は、pn接合など起電力を生じさせる部分(光電変換層28)を二接合以上直列に接続することが好ましい。光電変換層28を直列接続させる方法は、特に限定されないが、光電変換層28を積層させて直列接続させてもよく、図9、12のように並列に設けられた光電変換層28を第3導電部33により直列接続してもよい。なお、第3導電部33は、図9のように透光性電極30と裏面電極31を含んでもよい。
光電変換部2の例を以下に具体的に説明する。また、光電変換部2は、これらを組み合わせたものでもよい。
シリコン系半導体を用いた光電変換部2は、例えば、単結晶型、多結晶型、アモルファス型、球状シリコン型、及びこれらを組み合わせたもの等が挙げられる。いずれもp型半導体とn型半導体が接合したpn接合を有することができる。また、p型半導体とn型半導体との間にi型半導体を設けたpin接合を有するものとすることもできる。また、pn接合を複数有するもの、pin接合を複数有するもの、pn接合とpin接合を有するものとすることもできる。
シリコン系半導体とは、シリコンを含む半導体であり、例えば、シリコン、シリコンカーバイド、シリコンゲルマニウムなどである。また、シリコンなどにn型不純物またはp型不純物が添加されたものも含み、また、結晶質、非晶質、微結晶のものも含む。
また、シリコン系半導体を用いた光電変換部2は、基板1の上に形成された薄膜または厚膜の光電変換層であってもよく、また、シリコンウェハなどのウェハにpn接合またはpin接合を形成したものでもよく、また、pn接合またはpin接合を形成したウェハの上に薄膜の光電変換層を形成したものでもよい。
透光性基板1上に積層した第1電極4上に、第1導電型半導体層をプラズマCVD法等の方法で形成する。この第1導電型半導体層としては、導電型決定不純物原子濃度が1×1018〜5×1021/cm3程度ドープされた、p+型またはn+型の非晶質Si薄膜、または多結晶あるいは微結晶Si薄膜とする。第1導電型半導体層の材料としては、Siに限らず、SiCあるいはSiGe,SixO1-x等の化合物を用いることも可能である。
化合物半導体を用いた光電変換部2は、例えば、III−V族元素で構成されるGaP、GaAsやInP、InAs、II−VI族元素で構成されるCdTe/CdS、I−III−VI族で構成されるCIGS(Copper Indium Gallium DiSelenide)などを用いpn接合を形成したものが挙げられる。
色素増感剤を利用した光電変換部は、例えば、主に多孔質半導体、色素増感剤、電解質、溶媒などにより構成される。
多孔質半導体を構成する材料としては、例えば、酸化チタン、酸化タングステン、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、硫化カドミウム等公知の半導体から1種類以上を選択することが可能である。多孔質半導体を基板上に形成する方法としては、半導体粒子を含有するペーストをスクリーン印刷法、インクジェット法等で塗布し乾燥もしくは焼成する方法や、原料ガスを用いたCVD法等により製膜する方法、PVD法、蒸着法、スパッタ法、ゾルゲル法、電気化学的な酸化還元反応を利用した方法等が挙げられる。
酸化還元対としては一般に、鉄系、コバルト系等の金属類や塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン物質が好適に用いられ、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム等の金属ヨウ化物とヨウ素の組み合わせが好ましく用いられる。さらに、ジメチルプロピルイミダゾールアイオダイド等のイミダゾール塩等を混入することもできる。
有機薄膜を用いた光電変換部は、電子供与性および電子受容性を持つ有機半導体材料で構成される電子正孔輸送層、または電子受容性を有する電子輸送層と電子供与性を有する正孔輸送層とが積層されたものであってもよい。
電子供与性の有機半導体材料としては、電子供与体としての機能を有するものであれば特に限定されないが、塗布法により製膜できることが好ましく、中でも電子供与性の導電性高分子が好適に使用される。
電子受容性の導電性高分子としては、例えばポリフェニレンビニレン、ポリフルオレン、およびこれらの誘導体、共重合体、あるいはカーボンナノチューブ、フラーレンおよびこれらの誘導体、CN基またはCF3基含有ポリマーおよびそれらの−CF3置換ポリマー等が挙げられる。
裏面の第1および第2区域間に起電力が生じる光電変換部2を形成する方法としては、例えば、図11、12のように、半導体ウェハを材料として用い、p型半導体部36の一部およびn型半導体部37の一部が半導体ウェハの裏面にそれぞれ形成されるようにp型半導体部36およびn型半導体部37を形成することが挙げられる。このように形成した光電変換部2の受光面から光を入射させると、光電変換部の裏面のp型半導体部36が形成された区域とn型半導体部37が形成された区域との間に電位差を生じさせることができる。
p型半導体部36およびn型半導体部37は、図11のように半導体ウェハにそれぞれ一箇所ずつ形成してもよい。また、半導体ウェハにp型半導体部36およびn型半導体部37をそれぞれ複数形成してもよく、半導体ウェハにp型半導体部36およびn型半導体部37のうちどちらか一方を一箇所形成し、他方をその両側に二箇所形成してもよい。
第2電極5は、光電変換部2の裏面上に設けることができ、かつ、切換部10と電気的に接続することができる。また、第2電極5は、図5、7〜10のように第1電解用電極8と電気的に接続することができる。また、第2電極5は、図5、7、8、10のように第1電解用電極8を光電変換部2の裏面上に設ける場合、第1電解用電極8が第2電極5と同様の機能を有することができるため、第2電極5を省略することができる。
第2電極5を設けることにより、光電変換部2の裏面と切換部10との間の電流を大きくすることができる。また、図5、7〜10のように第2電極5を第1電解用電極8と電気的に接続した場合、光電変換部2で生じた起電力を効率よく第1電解用電極8と第2電解用電極7とに出力することができる。
第2電極5は、導電性を有すれば特に限定されないが、例えば、金属薄膜であり、また、例えば、Al、Ag、Auなどの薄膜である。これらは、例えば、スパッタリングなどにより形成することができる。また、例えば、In−Zn−O(IZO)、In−Sn−O(ITO)、ZnO−Al、Zn−Sn−O、SnO2等の透明導電膜である。
絶縁部11は、図2、図6のように第2電極5と第1電解用電極8および第2電解用電極7との間に設けることができる。
絶縁部11を設けることにより、第2電極5と第1電解用電極8および第2電解用電極7とが切換部10を介さずに電気的に接続することを防止することができる。このことにより、光電変換部2が受光することにより生じる起電力を第1外部回路に出力する場合、第1電解用電極8および第2電解用電極7にリーク電流が流れることを防止することができる。
また、絶縁部11は、図5、7、8のように第2電極5と第2電解用電極7との間に設けることができる。このことにより、第2電解用電極7が切換部10を介さずに第2電極5と電気的に接続することを防止することができ、リーク電流が流れることを防止することができる。
また、絶縁部11は、図9のように直列接続された光電変換層28と第2電解用電極7との間に設けられてもよく、図11、12のように第1電解用電極8と第1区間とが電気的に接続する部分および第2電解用電極7と第2区域とが電気的に接続する部分以外の、第1電解用電8極および第2電解用電極7と、光電変換部2との間に設けられてもよい。
また、絶縁部11は、図8,9のように光電変換部2の側面を覆うように形成することができる。このことにより、光電変換部2の側面を覆った絶縁部11の上に第2電解用電極7または第1導電部9を形成することができ、第2電解用電極7または第1導電部9を第1電極4と接触するように設けても、リーク電流が発生することを防止することができる。
第1導電部9は、図6、7、9のように第2電解用電極7と第1電極4とを電気的接続することができる。このことにより、第2電解用電極7を光電変換部2の裏面上に形成することができ、かつ、第2電解用電極7を第1電極4と電気的に接続することができる。
また、第1導電部9が設けられたコンタクトホールは、1つまたは複数でもよく、円形の断面を有してもよい。また、光電変換部2の受光面と平行なコンタクトホールの断面積(コンタクトホールが複数の場合、その断面積の総計)は、光電変換部2の受光面の面積を100%としたとき、0.1%以上10%以下とすることができ、好ましくは、0.5%以上8%以下、さらに好ましくは、1%以上6%以下とすることができる。
また、第1導電部9は、図9のように光電変換部2の側面を覆う絶縁部11の上に設けられてもよい。
第2導電部29は、絶縁部11と第1電解用電極8との間または絶縁部11と第2電解用電極7との間に設けられてもよい。第2導電部29を設けることにより、第1電解用電極8または第2電解用電極7の電気伝導率が比較的低い場合でも、光電変換部2が受光することにより生じる起電力を効率よく第1電解用電極8および第2電解用電極7に出力することができる。また、第1電解用電極8は第2導電部29を介して切換部10と電気的に接続してもよく、例えば、図9のように第2電解用電極7は第2導電部29を介して切換部10または第1電極4と電気的に接続してもよい。また、光電変換部2が図11、12のようにその裏面の第1および第2区域間に起電力が生じるものである場合、第1電解用電極8および第2電解用電極7は、それぞれ第2導電部29を介して第1区域および第2区域と電気的に接続してもよい。
第1電解用電極8および第2電解用電極7は、光電変換部2の裏面側に設けられる。このことにより、第1電解用電極8および第2電解用電極7は光電変換部2に入射する光を遮ることはない。
また、第1電解用電極8および第2電解用電極7は、切換部10と電気的に接続することができる。例えば、本実施形態の太陽電池一体型気体製造装置25が、図2のような断面を有し、図13のような電気回路を有する場合、切換部10を介して第1電極4および第2電極5と、第1電解用電極8および第2電解用電極7とを電気的に接続することができる。このことにより、第1電解用電極8および第2電解用電極7は、切換部10を介して光電変換部2の受光面または裏面と電気的に接続することができる。このことにより、光電変換部2が受光することにより生じる起電力を第1電解用電極8および第2電解用電極7に出力することができる。
また、第1電解用電極8と第2電解用電極7とは、接触しないように設けることができる。このことにより、第1電解用電極8と第2電解用電極7との間にリーク電流が流れるのを防止することとができる。
水素発生部は、電解液からH2を発生させる部分であり、第1電解用電極8および第2電解用電極7のうち一方とすることができる。また、水素発生部は、電解液からH2が発生する反応の触媒を含んでもよい。このことにより、電解液からH2が発生する反応の反応速度を大きくすることができる。水素発生部は、電解液からH2が発生する反応の触媒のみからなってもよく、この触媒が担持体に担持されたものであってもよい。また、水素発生部は、光電変換部2の受光面の面積より大きい触媒表面積を有してもよい。このことにより、電解液からH2が発生する反応をより速い反応速度とすることができる。また、水素発生部は、触媒が担持された多孔質の導電体であってもよい。このことにより、触媒表面積を大きくすることができる。また、光電変換部2の受光面または裏面と水素発生部に含まれる触媒との間に電流が流れることによる電位の変化を抑制することができる。さらに、水素発生部は、水素発生触媒としてPt、Ir、Ru、Pd、Rh、Au、Fe、NiおよびSeのうち少なくとも1つを含んでもよい。
酸素発生部は、電解液からO2を発生させる部分であり、第1電解用電極8および第2電解用電極7のうち一方とすることができる。また、酸素発生部は、電解液からO2が発生する反応の触媒を含んでもよい。このことにより、電解液からO2が発生する反応の反応速度を大きくすることができる。また、酸素発生部は、電解液からO2が発生する反応の触媒のみからなってもよく、この触媒が担持体に担持されたものであってもよい。また、酸素発生部は、光電変換部2の受光面の面積より大きい触媒表面積を有してもよい。このことにより、電解液からO2が発生する反応をより速い反応速度とすることができる。また、酸素発生部は、触媒が担持された多孔質の導電体であってもよい。このことにより、触媒表面積を大きくすることができる。また、光電変換部2の受光面または裏面と酸素発生部に含まれる触媒との間に電流が流れることによる電位の変化を抑制することができる。さらに、酸素発生部は、酸素発生触媒としてMn、Ca、Zn、CoおよびIrのうち少なくとも1つを含んでもよい。
切換部10は、光電変換部2が受光することにより生じる起電力を第1外部回路へ出力させる回路と、光電変換部2が受光することにより生じる起電力を第1電解用電極および第2電解用電極に出力し電解液からそれぞれ第1気体および第2気体を発生させる回路とを切り換えることができる。このことにより、光電変換部2が受光することにより生じる起電力を第1外部回路へ電力として供給でき、また、光電変換部2が受光することにより生じる起電力を用いて第1気体および第2気体を製造することができる。
切換部10が第1外部回路と電気的に接続する方法は、特に限定されないが、例えば、切換部10が出力端子22を備え、出力端子22を介して第1外部回路と電気的に接続してもよい。
切換部10が第2外部回路と電気的に接続する方法は特に限定されないが、例えば、切換部10が入力端子23を備え、入力端子23を介して第2外部回路と電気的に接続してもよい。
また、例えば、SW3、SW4がOFF状態であり、SW5、SW6がON状態である場合、第2外部回路から入力される起電力を第1電解用電極8および第2電解用電極7に出力することができる。また、SW1、SW2がOFF状態であり、SW3、SW4、SW5、SW6がON状態である場合、光電変換部2が受光することにより生じる起電力および第2外部回路から入力される起電力の両方を第1電解用電極8および第2電解用電極7に出力することができる。
また、例えば、SW1、SW2、SW4がOFF状態であり、SW3、SW5がON状態である場合、第2外部回路から入力される起電力を第1電解用電極8および第2電解用電極7に出力することができる。また、SW1、SW2がOFF状態であり、SW3、SW4、SW5がON状態である場合、光電変換部2が受光することにより生じる起電力および第2外部回路から入力される起電力の両方を第1電解用電極8および第2電解用電極7に出力することができる。
また、例えば、SW1、SW2、SW4がOFF状態であり、SW3、SW5がON状態である場合、第2外部回路から入力される起電力を第1電解用電極8および第2電解用電極7に出力することができる。また、SW1、SW2がOFF状態であり、SW3、SW4、SW5がON状態である場合、光電変換部2が受光することにより生じる起電力および第2外部回路から入力される起電力の両方を第1電解用電極8および第2電解用電極7に出力することができる。
また、SW3、SW4がON状態であり、SW1,SW2がOFF状態の場合、第2外部回路から入力される起電力、または第2外部回路から入力される起電力と光電変換部2が受光することにより生じる起電力の両方を第1電解用電極8および第2電解用電極7に出力することができる。
また、本実施形態の太陽電池一体型気体製造装置25が図11、12のような断面を有する場合、図16に示した第1電極を、第2電解用電極7と光電変換部2との間に設けた第2導電部29とし、図16に示した第2電極を、第1電解用電極8と光電変換部2との間に設けた第2導電部29とした電気回路を有することができる。
また、切換部10は、光電変換部2が受光することにより生じる起電力の大きさに基づき回路の切換を行うこともできる。このことにより、第1外部回路に出力する電力が光電変換部2で生じている場合、第1外部回路に光電変換部2で生じた起電力を出力することができ、第1外部回路に出力する電力が光電変換部2で生じていない場合、第1電解用電極8および第2電解用電極7に光電変換部2で生じた起電力を出力することができる。
さらに切換部10は、第2外部回路の起電力の大きさに基づき回路の切換を行うこともできる。このことにより、第2外部回路が供給する電力が電気需要より大きくなっている場合、第2外部回路が供給する電力を利用して第1気体および第2気体を製造することができる。
切換選択部21は、切換部10が切り換える回路を選択し、選択した結果を切換部10に出力することができる。このことにより、状況に合わせて切換部10の回路を切換させるための信号を出力することができる。
また、切換選択部21は、太陽電池一体型気体製造装置25に照射される日射量の予測、降水確率、日時、気温および電力需要予測のうち少なくとも1つに基づき切換部10が切り換える回路を選択することができる。また、切換選択部21は、光電変換部2が受光することにより生じる起電力の大きさ、または第2外部回路の起電力の大きさに基づき切換部10が切り換える回路を選択することができる。このことにより、その時の状況に最も適するように切換部10が切り換える回路を選択することができる。
以上のような切換選択部21が回路を選択するための判断要素は、複数であってもよく、複数の場合、複数の判断要素を総合勘案して切換選択部21は切り換える回路を判断することができる。
また、切換選択部21が受信する信号は、有線または無線により受信することができる。
電解液室15は、第1電解用電極8または第2電解用電極7が浸漬する電解液を貯留可能に設けられる。このことにより、第1電解用電極8または第2電解用電極7を電解液に浸漬することができ、第1電解用電極8と第2電解用電極7の表面で電解液の電気分解反応を進行させることができる。電解液室15は、例えば、第1電解用電極8および第2電解用電極7と背面基板14との間に形成される空間とすることができる。
また、電解液室15は、第1電解用電極8から発生させた第1気体および第2電解用電極7から発生させた第2気体を回収するための流路とすることができる。
背面基板14は、第1電解用電極8および第2電解用電極7の上に透光性基板1と対向するように設けることができる。また、背面基板14は、第1電解用電極8または第2電解用電極7と背面基板14との間に空間が設けられるように設けることができる。この空間を電解液室15とすることができる。
また、背面基板14は、光電変換部2、第1電解用電極8および第2電解用電極7を収容でき、電解液室15を形成することができる外箱の一部であってもよい。
隔壁13は、第1電解用電極8と背面基板14との間の電解液室15および第2電解用電極7と背面基板14との間の電解液室15とを仕切るように設けることができる。このことにより、第1電解用電極8および第2電解用電極7で発生させた第1気体および第2気体が混合することを防止することができ、第1気体および第2気体を分離して回収することができる。
また、隔壁13は、イオン交換体を含んでもよい。このことにより、第1電解用電極8と背面基板14との間の電解液室15の電解液と第2電解用電極7と背面基板14との間の電解液室15の電解液でアンバランスとなったイオン濃度を一定に保つことができる。つまり、第1電解用電極8および第2電解用電極7における電気分解反応により生じたイオン濃度の不均衡が、イオンが隔壁9を介してイオンの移動が起こることにより解消することができる。なお、第1電解用電極8および第2電解用電極7においてH2Oの電気分解反応により水素と酸素を発生させる場合、隔壁13がイオン交換体を含むことにより、プロトン濃度の不均衡を解消することができる。
隔壁13は、例えば、多孔質ガラス、多孔質ジルコニア、多孔質アルミナ等の無機膜あるいはイオン交換体を用いることが可能である。イオン交換体としては、当該分野で公知のイオン交換体をいずれも使用でき、プロトン伝導性膜、カチオン交換膜、アニオン交換膜等を使用できる。
水素発生、酸素発生がそれぞれ水素発生触媒、酸素発生触媒にて選択的に行われ、これに伴うイオンの移動が起こる場合、必ずしもイオン交換のための特殊な膜等の部材を配置する必要はない。ガスを物理的に隔離することのみの目的であれば、後述のシール剤に記載の紫外線硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂を用いることが可能である。
シール材16は、透光性基板1と背面基板14を接着し、電解液室15を構成するための材料である。また、背面基板14に箱状のものを用いた場合、シール材16は、箱状のものと透光性基板1とを接着するための材料である。シール材16は、例えば、紫外線硬化性接着剤、熱硬化性接着剤等が好適に使用されるが、その種類は限定されるものではない。紫外線硬化性の接着剤としては、200〜400nmの波長を持つ光を照射することにより重合が起こり光照射後数秒で硬化反応が起こる樹脂であり、ラジカル重合型とカチオン重合型に分けられ、ラジカル重合型樹脂としてはアクリルレート、不飽和ポリエステル、カチオン重合型としては、エポキシ、オキセタン、ビニルエーテル等が挙げられる。また熱硬化性の高分子接着剤としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、熱硬化性ポリイミド等の有機樹脂が挙げられる。熱硬化性の高分子接着剤は、熱圧着時に圧力を掛けた状態で加熱重合し、その後、加圧したまま、室温まで冷却することにより、各部材を良好に接合させるため、締め付け部材等を要しない。また、有機樹脂に加えて、ガラス基板に対して密着性の高いハイブリッド材料を用いることが可能である。ハイブリッド材料を用いることによって、弾性率や硬度等の力学的特性が向上し、耐熱性や耐薬品性が飛躍的に向上する。ハイブリッド材料は、無機コロイド粒子と有機バインダ樹脂とから構成される。例えば、シリカなどの無機コロイド粒子と、エポキシ樹脂、ポリウレタンアクリレート樹脂やポリエステルアクリレート樹脂などの有機バインダ樹脂とから構成されるものが挙げられる。
給水口18は、例えば、太陽電池一体型気体製造装置25に含まれるシール材16の一部に開口を作ることにより設けることができる。給水口18は、電解液室15に電解液を供給するために設置され、その配置箇所および形状は、電解液が効率よく太陽電池一体型気体製造装置25へ供給されさえすれば、特に限定されるものではないが、流動性および供給の容易性の観点から、傾斜して設置した太陽電池一体型気体製造装置25の下部に設けることが好ましい。
電解液は、電解質を含む水溶液であり、例えば、0.1MのH2SO4を含む電解液、0.1Mリン酸カリウム緩衝液などであるが、気体発生反応のためのイオン移動が起これば電解質の種類は問われず、電解質濃度は限定されない。
Claims (32)
- 受光面とその裏面を有する光電変換部と、前記光電変換部の裏面側に設けられ、かつ、電解液に浸漬可能に設けられた第1電解用電極と、前記光電変換部の裏面側に設けられ、かつ、電解液に浸漬可能に設けられた第2電解用電極と、切換部とを備え、
第1電解用電極および第2電解用電極は、前記光電変換部が受光することより生じる起電力により電解液を電気分解しそれぞれ第1気体および第2気体を発生させることができるように設けられ、
前記切換部は、前記光電変換部が受光することにより生じる起電力を第1外部回路へ出力させる回路と、前記光電変換部が受光することにより生じる起電力を第1電解用電極および第2電解用電極に出力させる回路とを切り換えることを特徴とする太陽電池一体型気体製造装置。 - 第1気体および第2気体のうち一方は、水素であり、他方は、酸素である請求項1に記載の装置。
- 受光面とその裏面を有し、かつ、受光することにより前記受光面と前記裏面との間に電位差が生じる光電変換部と、前記受光面上に設けられた第1電極と、前記光電変換部の裏面側に設けられ、かつ、電解液に浸漬可能に設けられた第1電解用電極と、前記光電変換部の裏面側に設けられ、かつ、電解液に浸漬可能に設けられた第2電解用電極と、切換部とを備え、
第1電解用電極および第2電解用電極は、前記光電変換部が受光することより生じる起電力により電解液を電気分解しそれぞれ第1気体及び第2気体を発生させることができるように設けられ、
前記切換部は、前記光電変換部が受光することにより生じる起電力を第1外部回路へ出力させる回路と、前記光電変換部が受光することにより生じる起電力を第1電解用電極および第2電解用電極に出力させる回路とを切り換えることを特徴とする太陽電池一体型気体製造装置。 - 前記光電変換部の裏面上に設けられた絶縁部をさらに備え、
第1電解用電極および第2電解用電極は、前記絶縁部上に設けられ、かつ、それぞれ前記切換部と電気的に接続する請求項1〜3のいずれか1つに記載の装置。 - 前記光電変換部の裏面上に設けられた絶縁部をさらに備え、
第2電解用電極は、前記絶縁部上に設けられ、かつ、前記切換部と電気的に接続し、
第1電解用電極は、前記光電変換部の裏面上に設けられ、かつ、前記光電変換部の裏面と電気的に接続する請求項1〜3のいずれか1つに記載の装置。 - 前記光電変換部の受光面上に設けられた第1電極と、前記光電変換部の裏面上に設けられた絶縁部とをさらに備え、
第2電解用電極は、前記絶縁部上に設けられ、かつ、第1電極と電気的に接続し、
第1電解用電極は、前記絶縁部上に設けられ、かつ、前記切換部と電気的に接続する1〜3のいずれか1つに記載の装置。 - 前記光電変換部の受光面上に設けられた第1電極と、前記光電変換部の裏面上に設けられた絶縁部とをさらに備え、
第2電解用電極は、前記絶縁部上に設けられ、かつ、第1電極と電気的に接続し、
第1電解用電極は、前記光電変換部の裏面上に設けられ、かつ、前記光電変換部の裏面と電気的に接続する1〜3のいずれか1つに記載の装置。 - 第2電解用電極と第1電極とを電気的に接続する第1導電部をさらに備える請求項6または7に記載の装置。
- 第1導電部は、前記光電変換部を貫通するコンタクトホールに設けられた請求項8に記載の装置。
- 前記絶縁部は、前記光電変換部の側面を覆うように設けられ、
第1導電部は、前記絶縁部の前記光電変換部の側面を覆う部分の上に設けられた請求項8に記載の装置。 - 前記絶縁部は、前記光電変換部の側面を覆うように設けられ、
第2電解用電極は、前記絶縁部の前記光電変換部の側面を覆う部分の上に設けられ、かつ、第1電極と接触する請求項6または7に記載の装置。 - 前記光電変換部の受光面上に設けられた第1電極と、前記光電変換部の裏面上に設けられた第2電極をさらに備え、
第1電極および第2電極は、それぞれ前記切換部と電気的に接続する請求項1〜11のいずれか1つに記載の装置。 - 前記光電変換部は、受光することにより前記裏面の第1および第2区域間に電位差が生じ、
第1区域は、第1電解用電極と電気的に接続し、
第2区域は、第2電解用電極と電気的に接続する請求項1または2に記載の装置。 - 前記光電変換部は、n型半導体部およびp型半導体部を有する少なくとも1つの半導体材料からなり、
第1および第2区域のうち、一方は前記n型半導体部の一部であり、他方は前記p型半導体部の一部である請求項13に記載の装置。 - 前記光電変換部の裏面と第1電解用電極との間の一部および前記裏面と第2電解用電極との間の一部に設けられた絶縁部をさらに備え、
第1電解用電極および第2電解用電極は、それぞれ前記絶縁部が設けられていない第1および第2区域を介して前記n型半導体部または前記p型半導体部と電気的に接続する請求項14に記載の装置。 - 第1区域および第2区域は、それぞれ前記切換部と電気的に接続する請求項13〜15のいずれか1つに記載の装置。
- 前記絶縁部と第1電解用電極との間または前記絶縁部と第2電解用電極との間に設けられた第2導電部をさらに備える請求項4〜12、15のいずれか1つに記載の装置。
- 透光性基板をさらに備え、
前記光電変換部は、前記受光面が前記透光性基板側となるように前記透光性基板上に設けられた請求項1〜17のいずれか1つに記載の装置。 - 前記光電変換部の裏面側に背面基板をさらに備え、
第2電解用電極は、前記背面基板上に設けられ、かつ、前記切換部と電気的に接続し、
第1電解用電極は、前記光電変換部の裏面上に設けられ、かつ、前記光電変換部の裏面と電気的に接続する請求項1〜3のいずれか1つに記載の装置。 - 第1電解用電極または第2電解用電極を浸漬させる電解液を貯留可能な電解液室をさらに備える請求項1〜19のいずれか1つに記載の装置。
- 背面基板を備え、
前記電解液室は、前記光電変換部の裏面と前記背面基板との間に設けられた請求項20に記載の装置。 - 第1電解用電極が浸漬する電解液を貯留可能な電解液室と、第2電解用電極が浸漬する電解液を貯留可能な電解液室とを仕切る隔壁をさらに備える請求項20または21に記載の装置。
- 前記隔壁は、イオン交換体を含む請求項22に記載の装置。
- 前記光電変換部は、p型半導体層、i型半導体層およびn型半導体層を備える光電変換層を有する請求項1〜23のいずれか1つに記載の装置。
- 前記光電変換部は、直列接続した複数の光電変換層を含み、
前記複数の光電変換層は、受光することにより生じる起電力を第1電解用電極および第2電解用電極に供給する請求項1〜24のいずれか1つに記載の装置。 - 各光電変換層は、第3導電部により直列接続された請求項25に記載の装置。
- 第3導電部は、前記光電変換層の受光面側に設けられた透光性電極と、前記光電変換層の裏面側に設けられた裏面電極とを含む請求項26に記載の装置。
- 第1電解用電極および第2電解用電極のうち、一方は、電解液からH2を発生させる水素発生部であり、他方は、電解液からO2を発生させる酸素発生部であり、
前記水素発生部および前記酸素発生部は、それぞれ電解液からH2が発生する反応の触媒および電解液からO2が発生する反応の触媒を含む請求項1〜27のいずれか1つに記載の装置。 - 前記水素発生部および前記酸素発生部のうち少なくとも一方は、触媒が担持された多孔質の導電体から形成された請求項28に記載の装置。
- 前記切換部は、第2外部回路と電気的に接続することができ、かつ、第2外部回路から入力される起電力を第1電解用電極および第2電解用電極に出力し電解液からそれぞれ第1気体および第2気体を発生させる回路に切り換えることができる請求項1〜29のいずれか1つに記載の装置。
- 前記切換部が切り換える回路を選択し、選択した結果を前記切換部に出力する切換選択部をさらに備え、
前記切換部は、入力した前記切換選択部が選択した結果に基づき回路の切り換えを行う請求項1〜30のいずれか1つに記載の装置。 - 前記切換選択部は、前記装置に照射される日射量の予測、降水確率、日時、気温および電力需要予測のうち少なくとも1つに基づき前記切換部が切り換える回路を選択する請求項31に記載の装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010231710A JP5802374B2 (ja) | 2010-05-19 | 2010-10-14 | 太陽電池一体型気体製造装置 |
EP11783343.4A EP2573209B1 (en) | 2010-05-19 | 2011-04-07 | Solar-cell-integrated gas production device |
US13/698,774 US9029691B2 (en) | 2010-05-19 | 2011-04-07 | Solar-cell-integrated gas production device |
CN201180024700.9A CN102985597B (zh) | 2010-05-19 | 2011-04-07 | 太阳能电池集成的气体产生装置 |
PCT/JP2011/058811 WO2011145406A1 (ja) | 2010-05-19 | 2011-04-07 | 太陽電池一体型気体製造装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010115319 | 2010-05-19 | ||
JP2010115319 | 2010-05-19 | ||
JP2010231710A JP5802374B2 (ja) | 2010-05-19 | 2010-10-14 | 太陽電池一体型気体製造装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012001420A true JP2012001420A (ja) | 2012-01-05 |
JP2012001420A5 JP2012001420A5 (ja) | 2013-11-28 |
JP5802374B2 JP5802374B2 (ja) | 2015-10-28 |
Family
ID=44991521
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010231710A Expired - Fee Related JP5802374B2 (ja) | 2010-05-19 | 2010-10-14 | 太陽電池一体型気体製造装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9029691B2 (ja) |
EP (1) | EP2573209B1 (ja) |
JP (1) | JP5802374B2 (ja) |
CN (1) | CN102985597B (ja) |
WO (1) | WO2011145406A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105026618A (zh) * | 2013-09-17 | 2015-11-04 | 株式会社东芝 | 化学反应装置 |
US10030311B2 (en) | 2014-08-11 | 2018-07-24 | Fujifilm Corporation | Hydrogen generation electrode and artificial photosynthesis module |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5993768B2 (ja) * | 2013-03-28 | 2016-09-14 | 富士フイルム株式会社 | ガス製造装置 |
NL2011796C2 (en) * | 2013-11-13 | 2015-05-19 | Univ Delft Tech | High efficiency photoelectrochemical device for splitting water. |
JP6184312B2 (ja) * | 2013-12-13 | 2017-08-23 | 富士フイルム株式会社 | 人工光合成アレイ |
JP6230451B2 (ja) * | 2014-03-11 | 2017-11-15 | 株式会社東芝 | 光化学反応装置および化学反応装置 |
JP6271311B2 (ja) * | 2014-03-24 | 2018-01-31 | 株式会社東芝 | 電気化学反応装置 |
JP6371854B2 (ja) * | 2014-09-29 | 2018-08-08 | 富士フイルム株式会社 | 人工光合成モジュール |
DK3184670T3 (da) * | 2015-12-23 | 2019-07-22 | Repsol Sa | Substratelektrode- (se) interface-illuminerede fotoelektroder og fotoelektrokemiske celler |
CN105483745A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-04-13 | 深圳市昂特尔太阳能投资有限公司 | 一种高倍聚光太阳能光电氢气转换装置 |
CN107541747B (zh) * | 2016-06-27 | 2019-02-19 | 中国科学院金属研究所 | 一种储能器件集成式光电化学水分解电池的设计方法 |
HUE057997T2 (hu) * | 2016-08-19 | 2022-06-28 | Ecole Polytechnique Fed Lausanne Epfl | Integrált foto-elektrokémiai eszköz koncentrált sugárzáshoz |
JP2017218679A (ja) * | 2017-09-20 | 2017-12-14 | 株式会社東芝 | 化学反応装置およびその動作方法 |
US11447878B2 (en) * | 2018-03-13 | 2022-09-20 | James Bartkowiak | Hydrogen generating cell |
CN114318385B (zh) * | 2021-12-30 | 2024-05-10 | 苏州光汇新能源科技有限公司 | 一体式光电化学制氢模组和光电化学制氢系统 |
FR3141947A1 (fr) * | 2022-11-10 | 2024-05-17 | Engie | Cellule d’électrolyse photo-assistée à boîtier conducteur et électrolyseur la comportant |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000192275A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-11 | Toshiba Corp | 水の電気分解装置 |
JP2002194579A (ja) * | 2000-10-18 | 2002-07-10 | Honda Motor Co Ltd | 水電解システム |
JP2003288955A (ja) * | 2002-03-27 | 2003-10-10 | Research Institute Of Innovative Technology For The Earth | 太陽光を利用した水素の製造方法及び太陽光を利用した水素の製造装置 |
JP2004197167A (ja) * | 2002-12-18 | 2004-07-15 | Honda Motor Co Ltd | 水素製造装置 |
JP2005168101A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Daiwa House Ind Co Ltd | 自然エネルギーを利用した24時間換気システム |
JP2007524762A (ja) * | 2004-02-18 | 2007-08-30 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | 水素発生の方法および装置 |
JP2008010593A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 光電気化学エネルギー変換システム及び光電気化学水分解システム |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4341607A (en) * | 1980-12-08 | 1982-07-27 | E:F Technology, Inc. | Solar power system requiring no active control device |
US4352722A (en) * | 1981-03-12 | 1982-10-05 | General Atomic Company | Integrated photovoltaic electrolytic cell |
JP2001338672A (ja) * | 2000-05-26 | 2001-12-07 | Shinko Pantec Co Ltd | 家庭用電力供給システム |
US20030006136A1 (en) | 2001-07-03 | 2003-01-09 | Yutaka Hiki | Water electrolyzing system |
WO2005081326A1 (en) * | 2004-02-19 | 2005-09-01 | The University Of Toledo | Interconnected photoelectrochemical cell |
US20050183962A1 (en) | 2004-02-24 | 2005-08-25 | Oakes Thomas W. | System and method for generating hydrogen gas using renewable energy |
US20060088739A1 (en) * | 2004-10-26 | 2006-04-27 | Energy Conversion Devices, Inc. | Power generation and supply system |
CN101565832A (zh) | 2008-04-25 | 2009-10-28 | 清华大学 | 太阳能电池电解水制氢系统 |
-
2010
- 2010-10-14 JP JP2010231710A patent/JP5802374B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-04-07 CN CN201180024700.9A patent/CN102985597B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2011-04-07 WO PCT/JP2011/058811 patent/WO2011145406A1/ja active Application Filing
- 2011-04-07 US US13/698,774 patent/US9029691B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-04-07 EP EP11783343.4A patent/EP2573209B1/en not_active Not-in-force
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000192275A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-11 | Toshiba Corp | 水の電気分解装置 |
JP2002194579A (ja) * | 2000-10-18 | 2002-07-10 | Honda Motor Co Ltd | 水電解システム |
JP2003288955A (ja) * | 2002-03-27 | 2003-10-10 | Research Institute Of Innovative Technology For The Earth | 太陽光を利用した水素の製造方法及び太陽光を利用した水素の製造装置 |
JP2004197167A (ja) * | 2002-12-18 | 2004-07-15 | Honda Motor Co Ltd | 水素製造装置 |
JP2005168101A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Daiwa House Ind Co Ltd | 自然エネルギーを利用した24時間換気システム |
JP2007524762A (ja) * | 2004-02-18 | 2007-08-30 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | 水素発生の方法および装置 |
JP2008010593A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 光電気化学エネルギー変換システム及び光電気化学水分解システム |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105026618A (zh) * | 2013-09-17 | 2015-11-04 | 株式会社东芝 | 化学反应装置 |
US10472724B2 (en) | 2013-09-17 | 2019-11-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Chemical reaction device |
US10030311B2 (en) | 2014-08-11 | 2018-07-24 | Fujifilm Corporation | Hydrogen generation electrode and artificial photosynthesis module |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2011145406A1 (ja) | 2011-11-24 |
CN102985597B (zh) | 2016-06-22 |
US20130068296A1 (en) | 2013-03-21 |
US9029691B2 (en) | 2015-05-12 |
EP2573209A4 (en) | 2014-11-19 |
CN102985597A (zh) | 2013-03-20 |
EP2573209B1 (en) | 2016-07-27 |
EP2573209A1 (en) | 2013-03-27 |
JP5802374B2 (ja) | 2015-10-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5802374B2 (ja) | 太陽電池一体型気体製造装置 | |
JP4594438B1 (ja) | 水素製造装置および水素製造方法 | |
JP5663254B2 (ja) | 水素製造装置および水素製造方法 | |
JP5792560B2 (ja) | 発電システム | |
JP5676218B2 (ja) | 気体製造装置、気体製造方法および気体製造装置アレイ | |
JP5860636B2 (ja) | アニオン交換膜型燃料電池システム | |
JP5802403B2 (ja) | 水素製造装置および水素製造方法 | |
JP5785736B2 (ja) | 水素製造装置および水素製造方法 | |
JP5427653B2 (ja) | 気体製造装置および気体製造方法 | |
JP5719576B2 (ja) | 気体製造装置および気体製造方法 | |
JP2013253294A (ja) | 水電解装置 | |
JP2012041623A (ja) | 水電解装置 | |
WO2013011843A1 (ja) | 電解槽、気体製造装置および気体製造方法 | |
WO2012056836A1 (ja) | 太陽光発電システム | |
WO2012114787A1 (ja) | 水素製造装置および水素製造方法 | |
JP2012021197A (ja) | 気体製造装置 | |
JP2011116625A (ja) | 水素製造装置および水素製造方法 | |
JP2012094684A (ja) | 太陽光発電システム | |
JP2012107278A (ja) | 気体製造装置 | |
JP2011236466A (ja) | 気体製造装置 | |
JP2012094686A (ja) | 太陽光発電システム | |
JP2011162428A (ja) | 水素製造装置および水素製造方法 | |
JP2012094685A (ja) | 太陽光発電システムおよび制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131009 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131009 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141216 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150204 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150609 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150714 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150804 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150831 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5802374 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |