2010 Fiscal Year Annual Research Report
カーボン/チタニア複合マイクロ球状粒子を用いたカラム型色素増感太陽電池セルの開発
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21560804
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| Research Institution | Kumamoto Industrial Research Institute |
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Principal Investigator |
永田 正典 熊本県産業技術センター(ものづくり室、材料・地域資源室、食品加工室), 材料・地域資源室, 研究参事 (60399673)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永岡 昭二 熊本県産業技術センター(ものづくり室、材料・地域資源室、食品加工室), 材料・地域資源室, 研究主幹 (10227994)
城崎 智洋 熊本県産業技術センター(ものづくり室、材料・地域資源室、食品加工室), 材料・地域資源室, 研究員 (70554054)
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| Keywords | 色素増感太陽電池 / カーボン / 酸化チタン / セルロース / 酸化亜鉛 / カラム / 透明フィルム / ヨウ素 |
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| Research Abstract |
色素増感太陽電池は、1)透明導電膜基板、2)ポーラスチタニア、3)色素、4)電解液、5)対極、6)封止の設計・組立によって作製される。申請者らが以前、開発したカーボン/酸化物半導体複合球状粒子は多孔質であるため、チタニアを多く、表面に担持することができ、しかも、有機化合物を単相で効率良く、大量に吸着でき、さらに酸化物半導体上への表面拡散により光触媒効果が増幅する。また、酸化物半導体として、より電子移動度が高く、比較的温和な条件で様々な形状の微粒子を調製することが可能である酸化亜鉛を用いることで、より高効率な色素増感太陽電池を得ることが期待される。
今回、微粒子電極の作製と評価のために、
1) ナノ～サブミクロンサイズの酸化亜鉛微粒子を、エタノールに分散させた溶液を調製し、
2) FTO透明電極上にスピンコートまたはスキージ法により塗布し、450℃で焼成することにより酸化物半導体層を作製し、その構造の走査型電子顕微鏡観察を行ったところ、スピンコート法では1回の塗布ではまばらにしか酸化亜鉛微粒子が塗布されず、回数を重ねることで、隙間に酸化亜鉛微粒子が敷き詰められていくことが分かった。また、スキージ法では1回の塗布で約30μmの厚さの酸化物半導体層が得られることが分かった。酸化物半導体層を形成させた基盤をN719色素溶液に浸漬し、色素を酸化物半導体層に複合化させ、白金電極、樹脂製スペーサー、ヨウ素電解液と組み合わせることによって太陽電池セルをそれぞれ作製した。これらをソーラーシミュレーターにより評価したところ、スピンコート法で作製した場合は変換効率が約0.5%であり、スキージ法で作製したセルの場合は約1.4%の変換効率が得られた。
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