| 研究概要 |
本研究では、太陽電池の光電変換機能と電池のエネルギー貯蔵機能を併せ持つ、光二次電池の開発を目的としている。既に我々は、電子供与体と電子受容体の二層膜に光を照射すると、電位発生・充電状態を数日間保持できる、全く新しいタイプの光二次電池となりうることを報告しているが、現段階では、発生電位、放電電流や蓄えられるエネルギー密度が低い。この問題の解決のために、1)フェロセン置換ピロール誘導体の合成と電解重合、2)色素増感太陽電池との組合わせについて検討した。まず、電子供与体(フェロセン)の電子受容体(ビオロゲン)層への拡散を防ぐために、フェロセン置換ピロール誘導体を合成し、これを電解重合により電極上に修飾し正極とした。フェロセンの導入により、期待したポリピロール膜の導電性の向上は、認められたが、光電荷分離状態の保持には逆効果となり、充電状態が不安定化した。2)については、酸化亜鉛一酸化スズ系半導体を用いる高効率の色素増感型太陽電池に関して、二つの酸化物半導体を複合することにより、色素の光励起状態から生じる電荷分離過程を促進し、電荷の再結合を抑制することで高効率化をもたらすメカニズムを明らかにした。さらに、高導電性の酸化スズに対して絶縁体に近い酸化マグネシウムや酸化アルミニウムを複合することによっても,太陽電池の高効率化が実現できることを示した。また、色素増感太陽電池固体化の研究の中で、安定性に問題があったヨウ化銅を正孔輸送層とする色素増感太陽電池について、ヨウ化銅溶液にチオシアン酸塩を微量添加することにより、析出する結晶を微細化することができ、安定性も大幅に向上できることを見いだした。・以上の観点からまとめを行い、ヨウ化銅を中心に、種々の導電性高分子をはじめとする有機薄膜および酸化チタン光陽極との組合せによる,これまでにない光二次電池系を提案した。
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