ＴｉＯ２系透明電極／ＴｉＯ２ナノロッド全酸化チタン電極：色素増感太陽電池への応用

• 研究課題/領域番号: 24550216
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 中部大学
• 研究代表者: 山田 直臣 中部大学, 工学部, 准教授 (50398575)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 二酸化チタン / 色素増感型太陽電池 / ナノロッド / ナノワイヤー / 透明電極 / TiO2ナノロッド / NbドープTiO2透明導電膜 / アナターゼ型 / TiO2

研究成果の概要

二酸化チタンのナノワイヤーを半導体層として用いた色素増感型太陽電池の高効率化に関する研究を行った。透明電極を従来の酸化スズ系透明導電膜から二酸化チタン系透明導電膜に置き換えることで，短絡電流密度が増して光電変換効率が向上することがわかった。加えて，二酸化チタンナノワイヤーの表面を塩化チタンで処理することで，さらに大きな短絡電流密度が得られることもわかった。二酸化チタンナノワイヤーの作製条件を最適化することにより，変換効率は最大3.53%にまで達した。ここで得られた変換効率は，これまでにナノワイヤーを用いて作製された色素増感太陽電池の中で最も高い値である。

研究成果

• [学会発表] TNO透明導電膜を利用した色素増感太陽電池 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大塚玲奈、遠藤剛志、高野貴文、岩城諒、奥谷昌之、中尾祥一郎、岡崎壮平、坂井延寿、山田直臣、一杉太郎、長谷川哲也
  • 学会等名: 第1回MRS-J / E-MRS ジョイントシンポジウム 透明酸化物デバイスの新展開
  • 発表場所: 横浜市開港記念会館（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2014-12-10
• [学会発表] ソフト化学プロセスを用いたナノロッド太陽電池の作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田直臣
  • 学会等名: 公益財団法人日比科学技術振興財団主催 「公開講演会」
  • 発表場所: 中部大学（愛知県・春日井市）
  • 年月日: 2014-12-03
• [学会発表] アナターゼ型TiO2ナノロッドアレイを用いた色素増感型太陽電池 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田直臣, 山口孝弘, 山口裕生, 佐藤厚, 二宮善彦
  • 学会等名: 第45回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • 発表場所: 中部大学（愛知県・春日井市）
  • 年月日: 2014-11-29 – 2014-11-30
• [学会発表] 色素増感太陽電池へのTNO透明導電膜の導入による界面抵抗制御と高効率化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 遠藤剛志、奥谷昌之、岩城諒、竹村秀一郎、中尾祥一郎、岡崎壮平、坂井延寿、山田直臣、一杉太郎、長谷川哲也
  • 学会等名: 第45回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • 発表場所: 中部大学（愛知県・春日井市）
  • 年月日: 2014-11-29 – 2014-11-30
• [学会発表] Orientation Dependent Conductivity of Anatase Ti1-xNbxO2 Thin Films (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Yamada, S. Takaki, S. Nakao, Y. Hirose, and T. Hasegawa
  • 学会等名: 8th International Symposium on Transparent Oxide Thin Films for Electronics and Optics
  • 発表場所: 早稲田大学
• [学会発表] 各種透明導電膜上へのアナターゼTiO2ナノワイヤーの成長 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口孝弘, 北嶋啓人, 山口裕生, 河村益徳, 二宮善彦, 佐藤厚, 山田直臣
  • 学会等名: 第74回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学
• [学会発表] Orientation Dependent Conductivity of Anatase Ti1-xNbxO2 Thin Films (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田直臣
  • 学会等名: 8th International Symposium on Transparent Oxide and Related Materials for Electronics and Optics
  • 発表場所: 早稲田大学
• [備考] 教員情報
  • URL: http://www.chubu.ac.jp/about/faculty/profile/198b210ddd6c932c7d62c412249fd28a05acbd4d.html
• [備考] 環境調和型薄膜材料研究室
  • URL: http://www3.chubu.ac.jp/applied_chemistry/laboratory/labo14/