2015 Fiscal Year Annual Research Report
光増感色素の凝集/吸着制御による色素増感太陽電池の高効率化
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25288085
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
播磨 裕 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20156524)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今榮 一郎 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90293399)
駒口 健治 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80291483)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 色素増感太陽電池 / 有機色素 / TEMPOラジカル / 吸着 / 最隣接分子間距離 / 共吸着剤 / 凝集緩和 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
チタニア上に吸着した色素分子の凝集が色素増感太陽電池のエネルギー変換効率の低下の原因である可能性について検討した。最終年度の今年度においては，これまでに合成した数種の色素分子を用い，吸着量を変化させて色素増感太陽電池を作製し，その太陽電池特性を最隣接分子間距離の計測結果や吸着量などと関連させて検討した。また，色素吸着を行う際にケノデオキシコール酸（CDCA）やTBCなどの共吸着剤を用いることによって吸着特性を変化させて，上記と同様の検討を行った。これらの実験を通して以下の事実が明らかとなった。１）CDCAなどの共吸着剤を用いず，異なる色素濃度の溶液から吸着させたチタニアを用いた場合には，IPCEや短絡光電流は色素の吸着量の増加に伴ってゆっくり増加した。２）色素溶液の濃度を一定に保ち，CDCA濃度を変化させることによって色素分子の吸着量を変化させた場合には，IPCEや短絡光電流はチタニアに吸着した色素分子による光捕集量にほぼ比例して急激な増加を示した。３）共吸着剤の種類（大きさ）によって，１）や２）の結果は若干異なるものの，同様の傾向が観測された。以上の実験結果を総合的に解釈すると，以下のような結論が得られた。すなわち，少なくとも今回検討した色素分子においては，色素分子の凝集による効率低下は見られない。また，共吸着剤の添加効果は，単独吸着ではチタニア上に伏している色素分子が共吸着剤と共存することによって立ち上がり，その結果励起状態のエネルギー失活が抑制されることにあることが明らかとなった。また，本研究において初めて評価された共吸着剤の吸着能を基にして色素分子の吸着形態を制御することによって，吸着に使用する色素量の大幅な低減が可能となることを明らかにした。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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