| 研究課題/領域番号 |
11358006
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
エネルギー学一般
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
柳田 祥三 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10029126)
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| 研究分担者 |
村澤 貞夫 シグナスエンタープライズ, 代表取締役(研究職)
北村 隆之 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40294037)
和田 雄二 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40182985)
長谷川 靖哉 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80324797)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| キーワード | 太陽電池 / 色素増感 / 酸化チタン / 微結晶 / 多孔質 / 電子移動 / 結晶系制御 / 導電性炭素材料 |
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| 研究概要 |
(1)低分子ゲル化剤を用いた擬固体化色素増感太陽電池の電解質溶液中のヨウ素酸化還元対の電子伝達機構について検討し、イオンの拡散だけではなく、要素間の結合の相互変換を伴う電子ホッピング(Grotthuss型)によることを明らかにした。また、常温で液体で蒸気圧がなく、不燃性の溶融塩を用いた太陽電池を構築し、かつ、溶融塩とゲル化剤を組み合わせた擬固体太陽電池を構築し、80℃の高温下でも安定な色素増感太陽電池の構築に成功した。
(2)色素増感太陽電池の作用電極である多孔質酸化チタン中の、電子伝達挙動について理論的な解析を試み、電解質中のイオンの種類、濃度の影響から、電子の移動がアンバイポーラー拡散によること、またイオンの酸化チタン表面への強い吸着が電子移動速度を加速させることを明らかにした。
(3)酸化チタン微結晶の結晶系を精密に制御し、同じ原料から純粋なアナタースおよびルチル結晶を作り分けることに成功した。また結晶系の違いによる電子伝達挙動に違いを明らかにした。
(4)水溶性のセルロース増粘剤を用いた酸化チタンゾルを調製し、有機溶媒を用いないスクリーンプリント法による多孔質酸化チタン電極作製法を開発した。
(5)導電性高分子(ポリピロール)を用いた固体型色素増感太陽電池の改善を行った。対極にカーボンブラック粒子からなる導電性炭素材料を用いることで、性能は従来の6倍まで向上した。ポリ(3,4-エチレンジオキシチオンフェン)(PEDOT)を用いた固体素子の作製にも成功した。また,PEDOTは対極に用いる白金の代替材料として利用可能であることを示した。
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