色素の誘電環境の精密制御による極限までエネルギー損失を低減した色素増感太陽電池

• 研究課題/領域番号: 25K01872
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分36020:エネルギー関連化学
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 森 正悟 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (10419418)
• 研究分担者: 西井 良典 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (40332259)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2027年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2026年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円); 2025年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
• キーワード: 太陽電池 / 界面電子移動 / 再配向エネルギー

研究開始時の研究の概要

色素増感太陽電池(DSSC)は酸化チタン電極と有機色素および電解液を用いて簡便に作製でき、盛んに研究が行われてきた。現在DSSCの最高変換効率は15％まで上昇している。DSSCは100％の内部量子効率を達成しているため、主な課題は電荷分離に使われている界面での自由エネルギー差(ΔG)の低減による開放電圧の向上である。本研究では、これまでに明らかにした電子移動機構の理解、特に溶媒の効果、を最大限に応用することで、酸化チタン/色素/電解液界面での電荷分離に必要なΔGを極限まで小さくする有機色素分子、銅錯体レドックス対、表面改質酸化チタンを開発し、DSSCの最高効率を向上させる。