表面制御金属ナノ粒子による局所的電場増強を利用した色素増感太陽電池の開発

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18206100
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: エネルギー学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 伊原 学 東京工業大学, 炭素循環エネルギー研究センター, 准教授 (90270884)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2009
• キーワード: solar cell / dye-sensitized / metal nanoparticle / surface plasmon

研究概要

表面修飾銀ナノ粒子を担持したDSCを作製し、ソーラーシミュレーター(AM=1.5, 100mW/cm^2)を用いて光照射下で電流-電圧特性を測定した。2μmと薄いチタニア膜を用いているため色素のみのエネルギー変換効率が1.5%だったのに対し、銀ナノ粒子の担持によって2.5%までに増大させることに成功した。また、様々な表面修飾物を有する金属ナノ粒子を合成、担持して、変換効率との関係を調べた。

研究成果

• [雑誌論文] Photoabsorption-enhanced dye-sensitized solar cell by using localized surface plasmon of silver nanoparticles modified with polymer (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Ihara, M. Kanno, S. Inoue
  • 雑誌名: Physica E (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dye-sensitized solar cells using localized surface plasmon of gold and silver nanoparticles with comb-shaped block copolymer (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Enomoto, K. Taniguchi, M. Ihara
  • 雑誌名: ECS Transactions 25(42) ページ: 37-48
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of Dye-Sensitized Solar Cells using Forward Bias Applied Impedance Spectroscopy Under Dark (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Shibuya, S. Inoue, M. Ihara
  • 雑誌名: ECS Transactions 16(50) ページ: 93-105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dye-Sensitized Solar Cell using localized surface plasmon of Ag nanoparticles with different modulators (2007)
  • 著者名/発表者名: R. Ito, K. Oryu, H. Shibuya, M. Ihara
  • 雑誌名: Technical digest of 17th International Photovoltaic Science 6P-P5-05
• [雑誌論文] 金属ナノ粒子の局在表面プラズモンを利用した色素増感太陽電池の開発
  • 著者名/発表者名: 伊原学
  • 雑誌名: 化学工学 2007年7月号 ページ: 434-439
• [雑誌論文] 太陽電池の高効率化技術としての表面プラズモンの可能性-金属ナノ粒子の局在表面プラズモンを利用する色素増感太陽電池
  • 著者名/発表者名: 伊原学
  • 雑誌名: 工業材料 2009年11月号, Vol.57No.11 ページ: 56-60
• [学会発表] 色素増感太陽電池への金属ナノ粒子とペプチド核酸の利用 (2010)
  • 著者名/発表者名: Loew Noya, 伊原学
  • 学会等名: 電気化学会第77回大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2010-03-31
• [学会発表] 金ナノ粒子添加によるチタニア膜の光学特性の変化と色素増感太陽電池への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 谷口勝彦, 榎本幹男, 田中佑宜, 伊原学
  • 学会等名: 化学工学会第75年会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] 第3世代太陽電池の概要とプラズモン利用太陽電池 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊原学
  • 学会等名: CVD反応分科会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2010-03-10
• [学会発表] Dye-sensitized solar cells using localized surface plasmon of gold andsilver nanoparticles with comb-shaped block copolymer (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Enomoto, K. Taniguchi, M. Ihara
  • 学会等名: 216th ECS Meeting
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2009-10-09
• [学会発表] 金ナノ粒子の局在表面プラズモンを利用した色素増感太陽電池の分光感度特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 谷口勝彦, 榎本幹男, 田中佑宜, 伊原学
  • 学会等名: 化学工学会第41回秋季大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] ペプチド核酸のハイブリダイゼーションによる銀ナノ粒子の固定化と色素増感太陽電池への利用 (2009)
  • 著者名/発表者名: Loew Noya, 平野和希, 伊原学
  • 学会等名: 化学工学会第41回秋季大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] 金属ナノ粒子の表面プラズモンを利用する太陽電池 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊原学
  • 学会等名: 化学工学会第41回秋季大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] 第3世代太陽電池へのアプローチ-金属ナノ粒子の局在表面プラズモンを利用する色素増感太陽電池 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊原学
  • 学会等名: 粉体工学会第45回夏季シンポジウム
  • 発表場所: 浜名湖ロイヤルホテル
  • 年月日: 2009-08-10
• [学会発表] Dye-sensitized solar cells using localized surface Plasmon (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊原学
  • 学会等名: The 14th International Conference on Modulated Semiconductor structures
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター神戸国際会議場
  • 年月日: 2009-07-21
• [学会発表] 金属ナノ粒子近傍の特殊な光を利用する太陽電池-局在表プラズモンを利用した色素増感太陽電池 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊原学
  • 学会等名: 化学工学会東北支部若手会セミナー
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2009-06-19
• [学会発表] 金ナノ粒子の局在表面プラズモンを利用したDSSCの発電特性の評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 榎本幹男, 尾立樹一郎, 渋谷秀志, 伊原学
  • 学会等名: 化学工学会第74年会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2009-03-18
• [学会発表] 表面プラズモンを利用した色素増感太陽電池におけるチタニアと金属ナノ粒子の距離制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: Noya Loew, 渋谷秀志, 田中佑宜, 伊原学
  • 学会等名: 化学工学会第74年会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2009-03-18
• [学会発表] 金属ナノ粒子を活用した色素増感太陽電池の研究開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊原学
  • 学会等名: 粉体工学会、平成20年度第2回粉体接合研究会
  • 発表場所: 川崎
  • 年月日: 2008-10-21
• [学会発表] Evaluation of dye-sensitized solar cells using forward bias applied impedance spectroscopy under dark (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Shibuya, S. Inoue, M. Ihara
  • 学会等名: 米国電気化学会
  • 発表場所: ハワイ
  • 年月日: 2008-10-13
• [学会発表] 色素担持量を制御した色素増感太陽電池におけるAgプラズモン効果の定量的検討 (2008)
  • 著者名/発表者名: 尾立樹一郎, 渋谷秀志榎本幹夫伊藤理人, 伊原学
  • 学会等名: 化学工学会第40回秋季大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] 局在表面プラズモン利用色素増感太陽電池における光吸収層構造の設計 (2008)
  • 著者名/発表者名: 渋谷秀志, 榎本幹男, 伊藤理人, 伊原学
  • 学会等名: 化学工学会第40回秋季大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] 局在表面プラズモン利用色素増感太陽電池における金属ナノ粒子の種類と発電特性の関係 (2008)
  • 著者名/発表者名: 榎本幹男, 澁谷秀志, 尾立樹一郎, 伊藤理人, 伊原学
  • 学会等名: 化学工学会第40回秋季大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] 金属ナノ粒子の局在表面プラモンを利用した色素増感太陽電池の高効率化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊原学
  • 学会等名: 「色素増感太陽電池における耐久性/変換効率の向上技術」と題する講習会
  • 発表場所: 東京・大井町
  • 年月日: 2008-08-25
• [学会発表] Co系電解液を使った局在表面プラズモン利用色素増感太陽電池の特長 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊原学, 伊藤理人, 渋谷秀志, 尾立樹一郎
  • 学会等名: 電気化学会第75回大会
  • 発表場所: 山梨大学
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] 局在表面プラズモンを利用した色素増感太陽電池におけるTiO2多孔質構造制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 渋谷秀志, 伊藤理人, 尾立樹一郎, 伊原学
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2008-03-26
• [学会発表] 局在プラズモン利用色素増感太陽電池における多孔質構造とナノ粒子アンカー効果の制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 渋谷秀志, 伊藤理人, 尾立樹一郎, 伊原学
  • 学会等名: 化学工学会第73回年会
  • 発表場所: 静岡大学
  • 年月日: 2008-03-17
• [学会発表] 金属ナノ粒子による近接場光を利用する色素増感太陽電池 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊原学
  • 学会等名: 機能材料科学研究所第八回技術セミナー
  • 発表場所: 飯田橋
  • 年月日: 2008-03-07
• [学会発表] Dye-Sensitized Solar Cell using localized surface plasmon of Ag nanoparticles with different modulators (2007)
  • 著者名/発表者名: R. Ito, K. Oryu, H. Shibuya, M. Ihara
  • 学会等名: 第17回太陽光発電国際会議
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2007-12-03
• [学会発表] 表面修飾物の異なるAgナノ粒子が色素増感太陽電池の発電特性に与える影響と更なる効率向上の検討 (2007)
  • 著者名/発表者名: 伊藤理人, 尾立樹一郎, 澁谷秀志, 伊原学
  • 学会等名: 電気化学会秋季大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2007-09-19
• [学会発表] gナノ粒子を担持した色素増感太陽電池の発電特性とAgナノ粒子の修飾物との関係(2) (2007)
  • 著者名/発表者名: 伊藤理人, 尾立樹一郎, 渋谷秀志, 伊原学
  • 学会等名: 第39回化学工学会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-13
• [学会発表] チタニア多孔質膜の微細構造と銀ナノ粒子担持色素増感太陽電池の発電特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 渋谷秀志, 伊藤理人, 尾立樹一郎, 伊原学
  • 学会等名: 第39回化学工学会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-13
• [学会発表] 修飾物の異なるAgナノ粒子の合成とそれらを担持した色素増感太陽電池の発電特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 伊藤理人, 井上志保, 伊原学
  • 学会等名: 第74回電気化学会
  • 発表場所: 東京理科大学
  • 年月日: 2007-03-29
• [学会発表] 銀ナノ粒子を担持した色素増感太陽電池の発電特性とAgナノ粒子の修飾物との関係 (2007)
  • 著者名/発表者名: 伊藤理人, 井上志保, 伊原学
  • 学会等名: 化学工学会第72年会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2007-03-19
• [学会発表] 金属ナノ粒子の表面プラズモンを利用した色素増感太陽電池 (2006)
  • 著者名/発表者名: 伊原学
  • 学会等名: 技術情報協会セミナー「色素増感太陽電池における(最新)材料設計・発電効率向上技術および性能評価」にて講演
  • 発表場所: 大井町
  • 年月日: 2006-11-22
• [学会発表] 異なるagナノ粒子を光吸収層に担持した色素増感太陽電池の発電特性 (2006)
  • 著者名/発表者名: 伊藤理人, 井上志保, 伊原学
  • 学会等名: 化学工学会第38回秋季大会
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2006-09-16
• [学会発表] 銀ナノ粒子を担持した光吸収層の構造が色素増感太陽電池の発電特性に及ぼす影響 (2006)
  • 著者名/発表者名: 井上志保, 伊藤理人, 伊原学
  • 学会等名: 化学工学会第38回秋季大会
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2006-09-16
• [学会発表] 銀ナノ粒子を担持した光吸収層の構造が光吸収過程へ及ぼす影響とそれを用いた色素太陽電池の評価 (2006)
  • 著者名/発表者名: 井上志保, 伊藤理人, 伊原学
  • 学会等名: 2006電気化学秋季大会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2006-09-14
• [学会発表] 銀ナノ粒子による局所電場増強とその色素増感太陽電池への応用 (2006)
  • 著者名/発表者名: 伊原学, 井上志保, 菅野真然美, 伊藤理人
  • 学会等名: 2006電気化学秋季大会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2006-09-14
• [図書] A DYE-SENSITIZED SOLAR CELL UTILIZING METAL NANOPARTICLE (Nanoparticle Technology Handbook) (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Ihara
  • 総ページ数: 438～442
• [図書] A DYE-SENSITIZED SOLAR CELL UTILIZING METAL NANOPARTICLE (Nanoparticle Technology Handbook) (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Ihara
  • 総ページ数: 438～442
  • 出版者: Elsevier
• [図書] ナノパーティクル・テクノロジーハンドブック (2006)
  • 著者名/発表者名: 伊原学, 細川益男
  • 総ページ数: 561(P.415-418)
  • 出版者: 日刊工業新聞社
• [図書] 金属ナノ粒子利用色素増感太陽電池 (2006)
  • 著者名/発表者名: 伊原学
  • 総ページ数: 415-417
  • 出版者: 日刊工業
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.chemistry.titech.ac.jp/~tamaura/ihara/content.html