カーボンナノシェルを対極材料として用いた色素増感太陽電池の高性能化

• 研究課題/領域番号: 20550166
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 東京都市大学
• 研究代表者: 小林 光一 東京都市大学, 工学部, 教授 (90097171)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2010年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2009年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2008年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 色素増感太陽電池 / 対極材料 / カーボン / 触媒活性 / 電流-電圧特性 / サイクリックボルタンメトリー / 交流インピーダンス法 / カーボンナノシェル / 光電変換効率向上

研究概要

本研究では色素増感太陽電池用対極材料としてナノシェル構造を持ったカーボン微粒子膜やカーボンと導電性高分子との複合材料(ClO_4^-ドープポリエチレンジオキシチオフェン担持カーボン微粒子複合膜)を作製し,その対極性能を検討した.その結果,導電性高分子を担持させることでカーボン微粒子膜単体に比べてヨウ素電解液との界面抵抗を低減し,フィルファクター(FF)が大きく向上し,光電変換効率が向上できることが明らかとなった.

研究成果

• [雑誌論文] Improvement of carbon-based counter electrode for dye- sensitized solar cells (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Sakurai, Hai-qing Jiang, M.Takahashi, K.Kobayashi
  • 雑誌名: Bull.Chem.Soc.Jpn. 48 ページ: 125-125
  • NAID: 10027654643
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement of carbon-based counter electrode for dye-sensitized solar cell. (2011)
  • 著者名/発表者名: Sho Sakurai, Haiqing Jaing, Masashi Takahashi, Koichi Kobayashi
  • 雑誌名: Bull.Chem.Soc.Jpn 巻: 84 ページ: 125-131
  • NAID: 10027654643
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced performance of a dye-sensitized solar cell with a modified poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/TiO_2/FTO counter electrode (2009)
  • 著者名/発表者名: Sho Sakurai, Hai-qing Jiang, Masashi Takahashi, Koichi Kobayashi
  • 雑誌名: Electrochem Acta 54(23) ページ: 5463-5469
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication and enhanced performance of a dye-sensitized solar cell with a ClO^-_4-poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/TiO_2/FTO counter electrode (2009)
  • 著者名/発表者名: Hai-qing Jiang, S.Sakurai, K.Kobayashi
  • 雑誌名: IEEE-ECS Electrochemical and Solid State Letters 12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced performance of a dye-sensitized solar cell with a modified Poly(3, 4-ethylenedioxythiophene)/TiO2/FTO counter electrode (2009)
  • 著者名/発表者名: Sho Sakurai, Haiqing Jaing, Masashi Takahashi, Koichi Kobayashi
  • 雑誌名: Electrochimica Acta 54 ページ: 5463-5469
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication and enhanced performance of a dye-sensitized solar cell with a C10_4^--poly(3, 4-ethylenedioxythiophene)/Ti0_2/FTO counter electrode (2009)
  • 著者名/発表者名: Haiqing Jiang, Sho Sakurai, Koichi Kobayashi
  • 雑誌名: Electrochemical and Solid-State letters 12
  • 査読あり
• [学会発表] カーボン対極の改善による色素増感太陽電池の性能向上 (2011)
  • 著者名/発表者名: 櫻井翔, 高橋政志, 小林光一
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] カーボン対極の改善による色素増感太陽電池の性能向上 (2011)
  • 著者名/発表者名: 櫻井翔, 高橋政志、小林光一
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学(神奈川)(ハワイ)
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] 電気化学的を用いた堆積法色素増感太陽電池用カーボン対極の改善 (2011)
  • 著者名/発表者名: 櫻井翔, 高橋政志, 小林光一
  • 学会等名: 東京都市大学学術フロンティア第2回シンポジウム
  • 発表場所: 東京都市大学等々力キャンパ
  • 年月日: 2011-03-10
• [学会発表] Evaluation of dye-sensitized solar cell with ClO_4^--Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/TiO_2/FTO Counter Electrode (2010)
  • 著者名/発表者名: Sho Sakurai, Koichi Kobayashi
  • 学会等名: 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (2010 Pacifichem)
  • 発表場所: アメリカ合衆国
  • 年月日: 2010-12-19
• [学会発表] Evaluation of dye-sesitized solar cell with ClO^-_4-poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/TiO_2/FTO counter electrode (2010)
  • 著者名/発表者名: Sho Sakurai, Koichi Kobayashi
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (2010 Pacifichem)
  • 発表場所: USA (Hawaii)
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] Modified carbon materials as counter electrode for dye-sensitized solar cell (2010)
  • 著者名/発表者名: Sho Sakurai, Hai-qing Jiang, Masashi Takahash, Koichi Kobayashi
  • 学会等名: 24^<th> Conference of the European Colloid and Interface Society (ECIS 2010)
  • 発表場所: チェコ(プラハ)
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] Modified carbon materials as counter electrode for dye-sensitized solar cell (2010)
  • 著者名/発表者名: Sho Sakurai, Hai-qing Jiang, Masashi Takahashi, Koichi Kobayashi
  • 学会等名: 24th Conference of the European Colloid and Interface Society(ECIS 2010)
  • 発表場所: Czech Republic (Prague)
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] 色素増感太陽電池用非白金対極の作製と特性評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 神崎翔, 高橋政志, 小林光一
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-26
• [学会発表] イオン液体を用いた色素増感太陽電池への界面活性剤の添加効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋政志, 佐藤圭, 小林光一
  • 学会等名: 日本化学会第62回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 岡山理科大学
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] 電解重合PEDOTとカーボンを触媒に用いる色素増感太陽電池用対極の検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 奥村拓郎, 池上和志, 高橋政志, 小林光一
  • 学会等名: 電気化学会2009 年秋季大会
  • 発表場所: 東京農工大学
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] 電解重合PEDOTとカーボンを触媒に用いる色素増感太陽電池用対極の検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 奥村拓郎, 池上和志, 高橋政志, 小林光一, 宮坂力
  • 学会等名: 電気化学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] カーボンナノシェル構造を用いた固体高分子形燃料電池用非白金系カソード触媒の調製と評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 橋本渡, 小林光一, 高橋政志
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会
  • 発表場所: 日本大学理工学部船橋キャンパス
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] ナノシェル構造を持つカーボン微粒子を対極に用いた色素増感太陽電池の作製とその特性評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中島可南子, 高橋政志, 小林光一
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会
  • 発表場所: 日本大学理工学部船橋キャンパス
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] シェル構造をもつカーボン微粒子を対極に用いた色素増感太陽電池の作製とその特性評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中嶋可南子, 高橋政志, 小林光一
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会
  • 発表場所: 日本大学理工学部船橋キャンパス
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] 電気泳動堆積法を用いた色素増感太陽電池用カーボン対極の作製と評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 櫻井翔, 高橋政志, 小林光一
  • 学会等名: コロイドおよび界面化学討論会講演要旨集(Vol.61st, Page.296)
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2008-08-20
• [学会発表] 電気化学的方法による色素増感太陽電池用導電性ポリマー対極の作製と評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 櫻井翔, 高橋政志, 小林光一
  • 学会等名: 日本化学会講演予稿集(Vol.88th No.1 Page.623)
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2008-03-27
• [図書] 現代界面コロイド化学の事典(日本化学会編)(太陽電池におけるコロイド界面化学の技術) (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林光一, ほか
• [図書] 現代界面コロイド科学の事典 (2010)
  • 著者名/発表者名: 日本化学会編
  • 出版者: 丸善(株)