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発電するソーラーメガネ

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         成公16年( -575) 鄢陵(えんりょう)の戦い   / 晋の復覇刻の時代 

                                  

       ※  南国の勢力衰焉 : 晋軍のほうも、厲公のかたわらに楚からの亡命苗賁皇(びょ
       うふんこ)が付いて、楚車の様子を教えた。晋軍の兵士の間では、戦の前途に悲
       観的見方をとる者が多かった。楚軍には行の内情にくわしい伯州犂付いているう
              え、兵力も優勢であるという理由からであった。だが、苗賁皇の見方はちがって
              いた。かれは厲公に言った。「楚軍の精鋭は中軍の親兵だけです。こちらの精鋭
       を二手に分けて、敵の左右を撃ち、残りの軍勢が総がかりで中軍を雨けば、犬勝
       利を収めるにちがいありません」厲公、さっそく占いを立てさせた。占師が報告
       する。「吉です。復の卦☷☳で”南国の勢力衰う。王を射てその目を当つ”と出
       ました。楚の勢力が弱まり、その王が傷つく、という意味です。わが軍の勝利に
       まちがいありません」そこで、厲公は苗賁皇の意見に従うことにした。

        〈雨国の勢力……〉 復の卦は、たらこめる陰の気(五本の陰爻)の中に隔の
        気(初陽)からきざしはじめる、の意。ここに記されていろ卦辞は『周易』に
        は見られない。

  apple watch series-2

 No.54

【エネルギータイリング事業篇:発電するソーラーメガネ】Jun. 6, 2017

♞ モバイルアプリケーション用有機半導体型太陽電池

8月2日、カールスルーエ工科大学の研究グループは、サングラスのレンズに半透明な有機半導体型太
陽電池の実装成果を報告している。これは、レンズが取り付けた太陽電池で温度/照度センサを読み取
り作動する「ソーラーメガネ」をテンプルに組み込んだディスプレイ及びマイクロ電子回路の2つを実
装、屋内/屋外の拡散光で 500ルクス未満の照明強度で作動する有機太陽電池を活用したモバイルアプ
リケーション向け自己統合型太陽電池実装サングラスである。

さて、このよう薄膜・軽量・フレキシブルな有機半導体系太陽電池やキャパシター(電気二重層コンデ
ンサ)など電子デバイスを衣服類やプラスチック製品に織り込んだ機能性ウェアラブル(装着型のコン
ピューター搭載機器)のスマートフォンやタブレット、パソコンの普及・進化してきているが、これら
の電源は小型蓄電池などを使用するが、充電/交換する手間が面倒であり、大きくて重い蓄電池は敬遠
される。そこで、太陽電池なら高性能の超小型のコンデンサ部品を併載すれば問題解決できる。そこで
エネルギータイリング事業のソーラータイルには「ウェアラブル・タイリング事業」として「サングラ
ス・眼鏡」はその対象となる。


 DOI: 10.1002/ente.201700226

図4.(a)ガラス基板と封止ガラスとの間に挟まれた有機太陽電池を有する太陽ガラス組立体図
   (b)異なる照度スペクトルおよび強度で測定された典型的なレンズ取り付け太陽電池の出力パワ
      ー:屋内照明を表すASTM AM1.5Gスペクトルおよび人工室内照明をシミュレートする白色
      光LEDスペクトル
      (c)レンズ付き太陽電池の代表的な透過スペクトルと写真

● 太陽光発電するソーラーメガネ

❏ マイクロプロセッサに電力供給する眼鏡の半透明有機太陽電池、
            将来の太陽光発電のモバイルアプリケーション事例研究

【概要】 

有機太陽電池は、柔軟性、透明性、軽量性があり、任意の形状や色で製造できる。従って、それらは、
従来のシリコン太陽電池では実現できない様々な用途に適す。現在、 KIT  の研究グループは、マイクロ
プロセッサーと2つのディスプレイに電力を供給するレンズに色付き半透明太陽電池の装着サングラス
を展示している。これは、有機太陽電池を窓や貼り合わせ統合するなど、将来の他の用途――ファサー
ドとウィンドウの統合、モバイル家電やスマートウェアラブルに至るまでの市場――への道を開くもの
建物向けには、変換効率は勿論のこと、意匠、防災、耐久などの高いハードルが残件する。また、製造
プロセスは、ロールツーロールなどの印刷/塗布処理で、エネルギー回収時間の短縮、、低コスト生が
を可能となる。この研究では、溶液処理された半透明有機太陽電池のスマートサングラスへの統合につ
いての報告である(以降、「ソーラーメガネと呼称」)。2つの半透明太陽電池をレンズに組み込み、
小さな信号処理ユニットに電力を供給し、常時周囲温度と太陽照度の情報を2個のディスプレイへ提供
するというもの。

信号処理ユニットとディスプレイは、ソーラーガラスのテンプル(眼鏡フレーム)に組み込む。アプリ
ケーションは、低光度と低電力を前提としたバッテリーを使用し、特定強度の有機太陽電池を活用。ソ
ーラーメガネは太陽光エネルギー源として完全に自己給電する。明るい日差し、低照度(屋内)、斜光入射、
直射光、拡散光で動作できるように設計する。

【結果及び考察】

材料の選択にあたっては、2つのフラーレンを含む3元ブレンド――polymer PBTZT-stat-BDTT-8/ fulle-
renes [6,6]-phenyl C61-butyric acid methyl ester (PC61BM)/[6 ,6]-phenyl C71-butyriand [6c acid methyl ester
(PC71BM) (1.0:2.7:0.3 w/w/w) は、有機太陽電池の電力変換効率(PCE)および熱安定性で優れている。
それはまた、250nmを超える厚さの吸収層を大規模に堆積するのに適し、装置の性能または安定性に有
害な影響を与えることなく常圧処理できる。さたに、吸収剤ブレンドを、溶媒o-キシレンと共溶媒p-ア
ニスアルデヒドとの混合物――有毒なハロゲン化溶媒の速乾の代替物――で溶解処理形成する(下図1
参照)。


図1.(a)PBTZT-stat-BDTT-8、PC61BM、およびPC71BMの化学構造ならびに半透明太陽電池の(反転し
     た)デバイス構造
   (b)不透明なMoOx / Ag(光活性領域:0.105cm2)または透明PEDOT:PSS(光活性領域:0.24 cm2、
      (c)上部電極を含む太陽電池のJ-V曲線

(ZnO)/ PBTZT-stat-BDTT-8:PC61BM:PC71BM /酸化モリブデン(MoOx)/銀(Ag)を用いた不透明参
照太陽電池を、素子構造および0.105cm 2のかなり小さな光活性面積を有し、Jsc = 14.2mAcm-2    の短絡電
流密度、VOC = 757mVの開放電圧、FF = 70%の充填率、および結果として得られるPCE = 7.4 %。次に、
不透明 MoOx / Ag電極を溶液処理された透明導電性ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン):ポリ(
スチレンスルホネート)(PEDOT:PSS)層で置き換え、技術的理由から、太陽電池の光活性領域を0.24
cm 2。 反射電極の欠如およびポリマー電極の増加した直列抵抗にもかかわらず、半透明デバイスはPCE
= 4.8%(Jsc = 12.2mAcm-2、VOC = 756V、FF = 52%)を示した。 最適化された不透明および透明太陽
電池の典型的な電流密度 - 電圧(J-V)曲線を図1bに示す。 ITO電極を通した照明下のそれぞれの光起
電力性能データ(Jsc、VOC、FF、およびPCE)を表1に要約する。

さまざまな照明設定でのパフォーマンス:Performance at various illumination settings

半透明基準デバイスはまた、調査されたデバイスコンセプトの低光性能に関する最初の研究にも使用さ
れた。持続的な電力供給を達成し、低照度性能を達成する自己給電ソーラーメガネは、遮光k時間ロス
を埋めるため蓄電池を設置していない。ASTM AM 1.5Gスペクトル分布で照明下で得られた半透明太陽
電池の強度依存性性能データ(Jsc、Voc、FF、PCE)を下図3に示す。 0.01太陽の照射強度の太陽電池の
PCEは、FFの増加および対数的に減少するVocのために、1太陽の下でのPCEと同等またはそれ以上で
ある。半透明太陽電池のPCEは最大約6%に達する。FFはVocの急速な低下に伴い25%に近づき、両
方の現象がシャント抵抗によるデバイス性能の制限を反映する。



図3.照射強度(0.24cm 2、ITO電極を通して照射)に対する半透明有機太陽電池の性能。0.01太陽まで
   の照度では、PCEは、主として強化されたFFおよびゆっくりと減少するVocに続いて、1日照明下
   でPCEを超える。

レンズ付き太陽電池:Lens-fitted solar cells

上記の考察に基づいて、太陽電池製造プロセスを拡大し、標準電極を置き換えて、ITO電極が外
側を向くように太陽電池のシャーシに半透明の太陽電池を搭載する(最上図4a)。より大きい基材
(17.8cm 2)をレンズ枠に適合させるように成形し、エネルギー収穫の基材面積の約90%を使用し
て光活性領域を150〜15.5cm 2の割合で増加する。レンズの丸い形状のために、スピンコーティン
グを層堆積のために使用し、基板の全領域にわたって均質なコーティングを得た。吸収体層およ
びポリマー対向電極の厚さはそれぞれ300nmおよび150nmに設定され、AVT = 24%の平均可視
透過率が得る。小規模の基準デバイスとは対照的に、カプセル化されたサンプルボリューム内の
酸素または水分含有物を避けるために、窒素雰囲気下でレンズ付き太陽電池を製造することに
留意。

さまざまな照明条件下でレンズ付き太陽電池の性能を調べるために、調整可能な出力スペクトル
と強度を備えた26チャンネルのLED(発光ダイオード)ソーラーシミュレーターを採用。屋外の状況
をシミュレートするために、ソーラーシミュレータにASTM AM 1.5Gスペクトルをロード。 人工の屋
内照明条件をシミュレートに、自宅やオフィスの照明によく使用されるLED照明器具のスペクトル
を適用。レンズが取り付けられた太陽電池の面積が大きいため、電極直列抵抗は、小規模の基
準デバイスの直列抵抗よりも大幅に増加。PSS電極はPEDOTの使用で低減できる(後略)。

※ 詳細は、http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ente.201700226/abstract を参照。

  

【DIY日誌:コガタスズメバチ駆除Ⅱ】 

24日、午後5時に業者がスズメバチ駆除作業に入り約2時間ほどで一連の作業を終える。下写真の蜂
の巣を切除。一連の作業は約2時間で終了。蜂は夕暮れに帰巣sるのでこの時間帯で作業するらしい。
巣の構築は春から1年以内で構築する。作業費用は7万円。わたしならこれより安くやれるだろう(ご
免なさい)。


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