2014 Fiscal Year Annual Research Report
太陽電池モジュール加速試験における蛍光色素修飾ナノ構造による酸性水分子の検出
| Project/Area Number |
25630438
|
|---|
| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
|---|
Principal Investigator |
梅田 倫弘 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60111803)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩見 健太郎 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80514710)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | 太陽電池モジュール / 寿命 / 加速試験 / ダンプヒート試験 / EVA / 酢酸 / ｐH感受性蛍光色素 / メンブレンフィルター |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、太陽電池（PV)モジュール内の酸性水分を、高感度にかつ簡易に検出するために、生物分野で使われているpH感受性色素を表面修飾したナノ構造pHセンサを開発し、その検出感度および耐久性を明らかにして、PVモジュール加速試験への適用可能性の実証を目的とした。
(1)PVモジュール内の酢酸水蒸気成分を早期に検出するために、毛管凝縮現象による低い蒸気圧で結露が可能なナノ構造ｐH検出センサーを考案した。ナノ構造として耐熱性、耐薬品性、入手が容易であることから、生化学用のろ過フィルターであるPTFE材料のメンブレンフィルター（細孔径200nm）を利用した結果、溶液に対する蛍光色素のｐH応答とほとんど変わらないｐHセンサーであることを確認した。
(2)開発したフィルター型ｐHセンサーをPVモジュール内に実装するための最適な色素成分を実験的に明らかにするとともに、センサーの蛍光強度の時間変化を評価した。
(3)開発したフィルター型ｐHセンサーをPVモジュール内にラミネートしてDH試験を実施し、センサー外観及び蛍光スペクトル変化を観測した結果、蛍光色素の変性が認められた。そのため、その原因を突き止めるため酸素障害の除去、蛍光色素添加剤の最適化を行い、ｐHセンサーの製作方法を改善して、1か月余りのDH試験に耐えうるｐHセンサーを開発することができた。
(4)フィルター型ｐHセンサーのDH試験における酢酸検出の有効性を明らかにするため、5000時間DH試験を完了したモジュールから取り出したEVA切片をセンサー周囲に配置したPVモジュールを製作し、1000時間余りDH試験を行った結果、FIRが0.8から1.6程度（ｐHに換算するとｐH7.0 から5.2の変化に相当）上昇し、PVモジュール内の酢酸による酸性化現象を非破壊的に検出することに成功した。
|
