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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

Research Project

Project/Area Number 20K03916
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

奥谷 昌之  静岡大学, 工学部, 准教授 (00293605)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
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
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。

  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Microwave heating to form porous TiO2 layer on high-haze FTO film for dye-sensitized solar cell2023

    • Author(s)
      Okuya Masayuki、Suzuki Kosuke、Toda Kyosuke、Konishi Naoma、Naito Kanta
    • Journal Title

      Materials Science in Semiconductor Processing

      Volume: 163 Pages: 107582~107582

    • DOI

      10.1016/j.mssp.2023.107582

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] マイクロ波加熱を利用した金属酸化物薄膜の形成と色素増感太陽電池への応用2022

    • Author(s)
      奥谷昌之、小西直磨
    • Journal Title

      日本電子材料技術協会会報

      Volume: 53 Pages: 14~19

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Atmospheric non-equilibrium planar plasma under magnetic field to form a porous-TiO2 layer for dye-sensitized solar cells2022

    • Author(s)
      Nagao Yuki、Mayumi Shinji、Sawamura Minato、Okumura Ryosuke、Okuya Masayuki
    • Journal Title

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      Volume: 130 Pages: 249~256

    • DOI

      10.2109/jcersj2.21160

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] マイクロ波加熱を利用した透明導電膜の作製と色素増感太陽電池への応用2022

    • Author(s)
      奥谷昌之
    • Organizer
      第5回JEMEA若手サマースクール in 静岡
    • Invited
  • [Presentation] 微粒子層の導入による高ヘイズTCO膜を利用した色素増感太陽電池の作製2022

    • Author(s)
      山根知幸、新野萌、奥谷昌之
    • Organizer
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] 非平衡二次元プラズマを利用した積層型TiO2層の作製と色素増感太陽電池への応用2022

    • Author(s)
      西川大輔、長尾優輝、棟近健、奥谷昌之
    • Organizer
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] 雰囲気制御下のマイクロ波加熱法を利用したITO膜の作製と色素増感太陽電池への応用2022

    • Author(s)
      戸田恭輔、小西直磨、内藤貫太、奥谷昌之
    • Organizer
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] プラズマの液中閉じ込め効果を利用した多孔質 TiO2膜の低温焼結2022

    • Author(s)
      棟近健、長尾優輝、西川大輔、奥谷昌之
    • Organizer
      第53回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • [Remarks] 静岡大学奥谷研究室ホームページ

    • URL

      http://okuyalab.sakura.ne.jp/

URL: 

Published: 2023-12-25  

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