色素の誘電環境の精密制御による極限までエネルギー損失を低減した色素増感太陽電池

• Project/Area Number: 25K01872
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 36020:Energy-related chemistry
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 森 正悟 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (10419418)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西井 良典 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (40332259)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2027: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2026: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000); Fiscal Year 2025: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
• Keywords: 太陽電池 / 界面電子移動 / 再配向エネルギー

Outline of Research at the Start

色素増感太陽電池(DSSC)は酸化チタン電極と有機色素および電解液を用いて簡便に作製でき、盛んに研究が行われてきた。現在DSSCの最高変換効率は15％まで上昇している。DSSCは100％の内部量子効率を達成しているため、主な課題は電荷分離に使われている界面での自由エネルギー差(ΔG)の低減による開放電圧の向上である。本研究では、これまでに明らかにした電子移動機構の理解、特に溶媒の効果、を最大限に応用することで、酸化チタン/色素/電解液界面での電荷分離に必要なΔGを極限まで小さくする有機色素分子、銅錯体レドックス対、表面改質酸化チタンを開発し、DSSCの最高効率を向上させる。