2021 Fiscal Year Research-status Report
従来未利用な赤外光で発電する透明太陽電池の高性能化
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20K05647
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
船曳 一正 岐阜大学, 工学部, 教授 (50273123)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 近赤外光吸収色素 / 色素増感型太陽電池 / 近赤外光 / 有機色素 / 有機光学材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来の太陽電池は、「可視光」を吸収し光電変換するため、黒、青に着色している。しかしながら、目に見えない「赤外光のみ」を光電変換できれば、「無色」太陽電池が可能になる。本研究では、従来、未利用の赤外光を変換する可視光透過型「無色透明」色素増感型太陽電池（DSSC）の高性能化を達成し、実用化の可能性を示すことを目的とする。
今年度は、色素のドナー基としてインドール、チアゾール、キナルジンなどを用いた可視光透過型で近赤外領域に最大吸収波長を有するいくつかの色素を合成した。その結果、ドナー基である複素環を変更することにより、色素の最大吸収波長を変更することができ。それらを混合することで、吸収波長領域を拡大できることも明らかにした。また、色素を酸化チタン薄膜に吸着させ、色素/酸化チタン複合薄膜のUV-Visスペクトルを測定したところ、長鎖アルキル基を導入した色素の場合、変換効率を大きく低下する酸化チタン薄膜上でのH会合体の抑制に成功していることが明らかになった。色素/酸化チタン複合薄膜を太陽電池セルに用いる電解溶液に浸漬させ、酸化チタンからの色素脱離について調査した。その結果、色素骨格にカルボキシ基を一つ有する色素より、カルボキシ基を二つ導入した色素は、色素脱離が抑制されることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新型コロナ禍であったが、申請書に記載した計画に着手した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ドナー部位に導入するカルボキシアルキル基のアルキル鎖長を変化させ、酸化チタンからの色素脱離を抑制させるとともに、高い変換効率を達成できる条件を探索する。その後、合成した吸収波長の異なる可視光透過型近赤外吸収色素を複数、酸化チタン薄膜に吸着させ、幅広い近赤外光を光電変換できる色素/酸化チタン複合薄膜を作成し、近赤外光のみを光電変換する無色色素増感型太陽電池の高性能化を実施する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナ禍の状況で、学会の現地開催が中止となり、オンライン開催となったために計上した旅費を使用しなかった。
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