日本利用带蓄电功能的染料敏化电池 试制出会发电的、会变色的阳花灯

日本东京大学尖端科学技术研究中心濑川浩司教授的研究室与索尼共同试制出了具有发电和蓄电功能、还会变色的外观像彩色玻璃的装饰板和装饰灯具,并在日本光伏展“PVJapan2014”上展出。

展品全部采用基于绣球花的外观设计。看起来像彩色玻璃名为“Annabelle”(贝拉安娜),取名源于一种白色绣球花品种。装饰灯具被命名为“阳花灯/Hikari”,该灯具在照明的同时还会发电,所发电力能通过USB接口导出。

东京大学濑川研究室开发的ES-DSSC的结构。与此次展品采用的结构略有不同。

东京大学濑川研究室开发的ES-DSSC的结构。与此次展品采用的结构略有不同。

两块“Annabelle”装饰板(左)和一个装饰灯具“阳花灯、Hikari”(右)。图案中绣球花部分安装了充电电池,颜色会随着充电情况在白色至深蓝色之间变化。

两块“Annabelle”装饰板(左)和一个装饰灯具“阳花灯、Hikari”(右)。图案中绣球花部分安装了充电电池,颜色会随着充电情况在白色至深蓝色之间变化。

这些展品用到了濑川研究室以前开发的储能型染料敏化太阳能电池“ES-DSSC(energy-storable dye-sensitized solar cells)”的技术,是与索尼合作试制的。ES-DSSC是濑川研究室从2003年左右开始研究的太阳能电池,最初的设计方案是在染料敏化太阳能电池(DSSC)的背面层叠二次电池,DSSC的电极(异性极)和电解液都与二次电池共享。

这次采用了DSSC和二次电池横向排列,而非纵向重叠的结构。将DSSC和二次电池配置在彩色玻璃不同颜色的部位。

DSSC在开发之初就具有外观设计性高的特点,可通过选择色素来改变电池板的颜色。这次,二次电池也具有了装饰效果,这是利用了二次电池的颜色会随着充电状态的变化而改变的特点。

二次电池的颜色之所以会变化,是因为电荷聚集极采用了氧化钨(WOx)。WOx具有“电致变色”性质,当电荷聚集时,颜色会从透明变成深蓝色。

此次展示的装饰板和装饰灯在绣球花叶部等配置了DSSC,而在花朵部分配置了二次电池。二次电池在放电状态下基本呈白色,但随着充电,颜色逐渐变成深蓝色,这非常适合表现在开花过程中颜色逐渐改变的绣球花。

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