2022 Fiscal Year Annual Research Report
Modularization of dye-sensitized solar cells with a non-equilibrium plasma induced in a small cavity in a liquid phase
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20K03916
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
奥谷 昌之 静岡大学, 工学部, 准教授 (00293605)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 非平衡平面プラズマ / 色素増感太陽電池 / 液中プラズマ / 誘電体バリア放電 / 酸化チタン / 酸化スズ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、大気圧非平衡平面プラズマを利用して独自に開発した製膜技術を液中製膜法へ発展させる。具体的には、平板状の放電用電極と製膜用基板の間に前駆体溶液を毛細管現象で注入後、電極に高バイアスを印加して局所的に微小空洞を形成し、この空洞に閉じ込めた平面プラズマを前駆体へ照射する新規製膜技術である。さらに、プラズマの発生方式に関し、従来の製膜法で採用した誘電体板表裏へのバイアス印加に対し、本研究では市販のレジストを利用した微細な金属グリッド上に誘電体板を設置し、その面内にバイアスを印加する新方式を採用する。これにより、液中におけるプラズマ発生領域の空間的安定性、およびナノレベルでの微細制御が確保される。このように、本研究では液相を利用した製膜でありながら、従来法とは全く異なり、基板上へ塗布された前駆体液膜へプラズマを照射して前駆体を高速分解するだけでなく、２次元プラズマの局所的な照射による低融点基板上へのパターニング製膜、およびその電子デバイスへの応用を目的としている。
本研究により、液中におけるプラズマ発生領域の空間的安定性、およびナノレベルでの微細制御が確保されることになり、再現性の高い製膜が可能になった。さらに、この手法をダイレクトパターニング製膜へ展開することで、ガラス基板上へ多孔質酸化チタンの製膜に成功し、これを新エネルギー源として期待されている色素増感太陽電池へ応用した。あわせて、この手法を色素増感太陽電池の集積化（モジュール化）に対する実用的技術へと進展させた。
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