2003 Fiscal Year Annual Research Report
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14050023
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| Research Institution | Kanagawa Academy of Science and Technology |
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Principal Investigator |
藤嶋 昭 財団法人神奈川科学技術アカデミー, 光科学重点研究室, 研究員 (30078307)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
早瀬 修二 九州工業大学, 大学院・生命体工学研究科, 教授 (80336099)
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| Keywords | 太陽電池 / 色素増感 / 酸化チタン / ヨウ化銅 / 多孔質膜 / 再結合 / 光酸化反応 / 絶縁体 |
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| Research Abstract |
1991年にGratzelらが発表した湿式色素増感太陽電池は、10%を上回る変換効率が報告されており、原料の制約が少なく、安価に製造できる可能性があるなど新しい太陽電池として注目されている。しかしながらこの太陽電池は、電池の内部に電解液を使用しているため、安定性、耐久性に対する問題を抱えている。そこでわれわれは電解液の代わりにp型半導体であるヨウ化銅を用い、湿式色素増感太陽電池が持つ電解液流出などの問題解決を目指している。
固体型色素増感太陽電池の研究は世界中で非常に熱心に行われているが、電荷の再結合が起こりやすいという問題がこの太陽電池の高効率化を阻んでいる。これに対してわれわれは、多孔質膜の表面を絶縁体物質で薄く被覆することで電荷の再結合が抑制できるということを実験により確かめた。そしてこの対策の結果、開放電圧、短絡電流、フィルファクターすべてが改善し大幅な効率向上を得ることが出来た。
一方、固体型色素増感太陽電池は寿命が短いという問題も抱えている。その長寿命化に関してわれわれは、寿命の低い原因は、紫外光照射とそれに続く光酸化反応であり、紫外光をカットさえすれば500時間連続光照射後も大きな劣化なく作動を続けられるということ、そしてこの紫外光の影響による低寿命に対して、電池内部に薄い絶縁体層を導入することが電池内光酸化反応の抑制につながり、長寿命化に効果的であることを確認した。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] Q.-B.Meng, K.Takahashi, X.-T.Zhang, I.Sutanto, T.-N.Rao, O.Sato, A.Fujishima: "Fabrication of an Efficient Solid-State Dye-Sensitized Solar Cell"Langmuir. 19(9). 3572 (2003)
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[Publications] S.Murai, S.Mikoshiba, H.Sumino, T.Kato, S.Hayase: "Quasi-solid dye sensitized solar cells filled with phase-separated chemically cross-linked ionic gels"Chemical Communications. 1534 (2003)
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[Publications] T.Taguchi, X.-T.Zhang, I.Sutanto, K.Tokuhiro, Tata.N.Rao, H.Watanabe, T.Nakamori, M.Uragami, A.Fujishima: "Improving the Performance of Solid-state Dye-Sensitized Solar Cell Using MgO Coated TiO_2 Nanoporous Film"Chemical Communications. 2480 (2003)
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[Publications] J.Yamamoto, A.Tan, R.Shiratsuchi, S.Hayase, C.R.Chenthamarakshan, K.Rajeshwar: "A 4% efficient dye-sensitized solar cell fabricated from cathodically electrosynthesized composite titania films"Advanced Materials. 15. 1823 (2003)
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[Publications] X.-T.Zhang, I.Sutanto, T.Taguchi, K.Tokuhiro, Q.-B.Meng, T.N.Rao, O.Sato, A.Fujishima: "Al_2O_3-Coated Nanoporous TiO_2Electrode for Solid-State Dye-Sensitized Solar Cell"Solar Energy Materials & Solar Cells. 80. 315 (2003)
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[Publications] 早瀬修二, 藤嶋昭: "-プラスチック化、大面積化、耐久性・変換効率向上- 色素増感太陽電池の開発技術"技術教育出版社. (2004)
