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2008 年度 実績報告書

高イオン導電性ゲル電解質で構成された色素増感太陽電池素子の高効率・長寿命化

研究課題

研究課題/領域番号 18560322
研究機関明石工業高等専門学校

研究代表者

京兼 純  明石工業高等専門学校, 校長 (50043469)

研究分担者 堤 保雄  明石工業高等専門学校, 電気情報工学科, 教授 (50188596)
キーワード色素増感太陽電池 / イオン性液体 / フッ素系ゲル電解質 / ポリエチレングリコールゲル電解質 / 逆電子移動 / ピリジン / ミクロ相分離構造
研究概要

平成20年度は昨年度に引き続き、逆電子移動反応と新規にポリエチレングリコールゲル(PEG)電解質を作成し、変換効率の向上等に向けて実施したもので、得られた成果は以下のとおりである。
1.ピリジンを導入したフッ素系ゲル電解質のイオン導電率は7×10^<-2>[S/cm]まで向上し、ピリジンとMp-3がフルオロアルキル基の分子鎖中で、オリゴマー分子との相互作用によって効果的にミクロ相分離構造を形成したと考えている。
2.PEGゲル電解質ではミクロ相分離構造が発現せず、大きいイオン導電率の特性向上には繋がらなかった。これは両者のゲル化の相違である分子構造に起因していることが明らかとなった。
3.逆電子移動抑制によるPEGゲル電解質の色素増感太陽電池(DSC)素子の諸特性は、イミダゾリウム系イオン性液体(1-butyl-3-methyl imidazolium tetrafluoroborate)の分子構造とその濃度に著しく依存することが分かり、濃度が20[wt%]のときに最も良い結果となった。
4.ピリジン添加型フッ素系ゲル電解質は、溶媒として用いたDMSOとMp-3の混合割合に対して著しく依存し、色素増感太陽電池(DSC)素子はDMSOとMp-3の混合比が9:1の時に高い変換効率が得られた。DSC素子の各種特性値は以下の通りとなっている。
5.フッ素系ゲル電解質のDSC素子の諸特性は、開放電圧Voc=0.6[V],短絡電流Jsc=5.8[mA/cm^2],Fill Factor=FF=0.56,変換効率η=4.5[%]となった。またPEGゲル電解質のDSC特性は、Voc=0.69V、Jsc=5.1 mA/cm2、FF=0.56、η=3.4%。であった。特にフッ素系ゲル電解質の変換効率は、研究開始時に比べ2倍程度まで向上し、当初の目標値(変換効率η=5[%])に近づけることが出来た。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2008

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Electrical Properties of Dye-Sensitized Solar Cells Using High Conducting Gel Electrolytes.2008

    • 著者名/発表者名
      J. Kyokane, T. Kubota, N. Fujita, K. Hirata
    • 雑誌名

      8^<th> International Conference on Nano-Molecular Electronics PI-43

      ページ: 196-197

  • [雑誌論文] The Electrochemical Precipitation of Size Controlled Mn(OH)_2 and Their Application to Li Ion Batteries.2008

    • 著者名/発表者名
      K. Wada, K. Katakura, Y. Uchimoto, Z. Ogumi
    • 雑誌名

      214^<th> ECS Meeting

      ページ: 184

    • 査読あり
  • [学会発表] 高イオン導電性ゲル電解質を用いた色素増感太陽電池の基礎研究II2008

    • 著者名/発表者名
      久保田拓也,京兼純,平田憲司,沢田英夫
    • 学会等名
      平成20年度電気関係学会関西支部連合大会
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学
    • 年月日
      20081100
  • [学会発表] Preparation of the Electro chemically-Formed Spinel Lithium Manganese Oxides.2008

    • 著者名/発表者名
      K. Katakura, K. Wada, A. Yamamoto, Z. Ogumi
    • 学会等名
      14^<th> International Meeting on Lithium Battery
    • 発表場所
      Tianjin (China)
    • 年月日
      2008-06-24

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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