固体型無機顔料増感太陽電池の開発

• Project/Area Number: 03F03291
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: 工業物理化学
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 箕浦 秀樹 岐阜大学, 大学院・工学研究科, 教授
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): ZHANG J. ; ZHANG Jingbo 岐阜大学, 大学院・工学研究科, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2003 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2005: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 色素増感太陽電池 / 酸化亜鉛 / ナノ微粒子 / 安定度定数 / 電解析出法 / 自己組織化電析

Research Abstract

色素に代わって顔料を用いてしかも全固体化を実現する増感型太陽電池を最終目標とした研究で、それに先立って電解析出法を用いるナノポーラス酸化亜鉛/キサンテン系色素ハイブリッド薄膜の形成過程を仔細に検討した。これは酸素の電気化学的還元反応をトリガーとした酸化亜鉛製膜怯である。
まず酸化亜鉛/エオシンY色素ハイブリッド薄膜形成における電気化学反応の動力学的解析、色素の吸着特性などの解析により、水溶液中におけるエオシンYの拡散係数が2.23×10^<-9>m^2s^<-1>であること、Langmuir型吸着におけるエオシシYの平衡吸着量及び最大吸着量がそれぞれ76909M^<-1> and 11.3×10^<-6>mol/g ZnOであること、エオシンYのアニオンラジカルとZn^<2+>イオンとの間で形成される錯体の安定度定数pKZn^<2+>として3.87と見積もられ、この錯体形成が酸化亜鉛/色素ハイブリッド薄膜の自己組織的形成の鍵を握っていることなどを明らかにした。また、酸素還元反応に対して、エオシンYが触媒として作用することを認め、さらにフルオレセイン、フロキシン、ローズベンガルなどの効果についても系統的に調べた。これらのデータに基づいて、他のキサンテン系色素に関する系統的検討へと発展させ、酸化亜鉛/色素ハイブリッド薄膜作製の最適化に結び付けつつある。
研究成果はまだ未投稿ではあるが、平成17年1月に開催されたBMMP-5国際会議(名古屋)において発表しており、5月に開催されるACEC2005国際会議(上海)においても発表を予定している。