実用的な高効率・擬固体化色素増感太陽電池モジュールの開発

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21560325
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 村上 健司 静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (30182091)
• 研究分担者: 奥谷 昌之 静岡大学, 工学部, 准教授 (00293605) ; 下村 勝 静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (20292279)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 色素増感太陽電池 / スプレー熱分解堆積法 / 高分子電解質 / 白金対向電極

研究概要

廉価な太陽電池として期待されている色素増感太陽電池の実用化を促進するために、高性能化を図るとともに、製造コストの削減を目指した。その結果、スプレー法という大気中での作業が可能な簡便な方法だけを用いた作製法を開発し、製造コストの大幅な削減の可能性を示した。また、電池性能を大きく損なうことのない固体に近い電解質を開発し、長期耐久性の実現が可能であることをも示した。さらに、性能向上のための光散乱層の有効性を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Hydrothermal synthesis of TiO2 porous hollow nanospheres for coating on the photo electrode of dye-sensitized solar cells (2012)
  • 著者名/発表者名: V. M. Mohan and K. Murakami
  • 雑誌名: Japanese J. Applied Physics 巻: 51巻 ページ: 02BP11(6)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement in performances of dye-sensitized solar cell with SiO2-coatedTiO2 photo electrode (2012)
  • 著者名/発表者名: V. M. Mohan, M. Shimomura and K. Murakami
  • 雑誌名: J. Nanoscience and Nanotechnology 巻: 12巻 ページ: 433-438
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dye-sensitized solar cell with carbon dope(PAN/PEG) polymer quasi-solid gel electrolyte (2011)
  • 著者名/発表者名: V. M. Mohan and K. Murakami
  • 雑誌名: J. Advanced Research in Physics 巻: 2巻 ページ: 021112(6)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanostructural Control of Pt Layer on Counter Electrode for Application to Dye-Sensitized Solar Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Murakami, S. Fujiwara, D. Kobayashi, H. Ishihara and M. Shimomur
  • 雑誌名: Advanced Materials Research 巻: 222巻 ページ: 126-129
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quasi-solid electrolyte based on polyacrylonitrile for dye-sensitized solarcells (2011)
  • 著者名/発表者名: O. A. Ileperuma, G. R. A. Kumara, H-S. Yang and K. Murakami
  • 雑誌名: J. Photochemistry and Photobiology A : Chemistry 巻: 217巻 ページ: 308-312
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bandara, Electrochemical impedance and X-ray photoelectron spectroscopic analysis of dye-sensitized liquid electrolyte basedSnO2/ZnO solar cell (2010)
  • 著者名/発表者名: G. R. R. A. Kumara, K. Murakami, M. Shimomura, K. Velauthamurty, E. V. A. Premalal, R. M. G. Rajapakse and H. M. N. Bandara
  • 雑誌名: J. Photochemistry and Photobiology A : Chemistry 巻: 215巻 ページ: 1-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bidentate chemisorption of acetic acid on a Si(001)-(2x1) surface : Experimental and theoretical investigation (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Shimomura, T. K. Kawaguchi, Y. Fukuda and K. Murakami
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 80巻 ページ: 165324(5)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of ultra-thin polymer membrane electrolyte on dye-sensitized solar cells (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Yang, O. A. Ileperuma, M. Shimomura andK. Murakami
  • 雑誌名: Solar Energy Materials and Solar Cells 巻: 93巻 ページ: 1083-1086
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dye-sensitized solar cells based on SnO2 nanorod and surface treatment of Mg(II) film (2009)
  • 著者名/発表者名: J. Bai and K. Murakami
  • 雑誌名: J. of Auto mation, Mobile Robotics & Inteligent Systems 巻: 3巻 ページ: 169-71
  • 査読あり
• [学会発表] 色素増感太陽電池用省白金電極に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石原弘貴、村上健司
  • 学会等名: 第11回日本表面科学会中部支部学術講演会
  • 発表場所: 名古屋、豊田工業大学
  • 年月日: 2012-12-24
• [学会発表] Effect of dye solurion concentration on dye sensitization through spray pyrolysis method for dye-sensitized solar cells (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Liyanage, K. Murakami and H. M. N. bandara
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京、早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Investigation on various dopants in quasi solid polymer gel electrolyte for dyesensitized solar cells (2012)
  • 著者名/発表者名: V. M. Mohan, M. Shimomura and K. Murakami
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京、早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Investigatiion on PAN based quasi solid polymer gel electrolytes for dye-sensitized solar cells (2012)
  • 著者名/発表者名: V. M. Mohan, M. Shimomura and K. Murakami
  • 学会等名: 2012 Workshop on Advanced Nanovision Science
  • 発表場所: 浜松、静岡大学
  • 年月日: 2012-01-24
• [学会発表] The effect on conductivity and DSSC performances with the dopants of KIactivated carbon and SiO2 with PAN gel polymer electrolytes (2011)
  • 著者名/発表者名: V. M. Mohan and K. Murakami
  • 学会等名: 21st International Photovoltaic Science and Engineering Conference(PVDEC-21)
  • 発表場所: 福岡、ヒルトン福岡シーホーク
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] Rapid dye sonsitization through improved spray pyrolysis mehod indye-sensitized solar cells (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Liyanage, K. Murakami and H. M. N. bandara
  • 学会等名: 21st International Photovoltaic Science and Engineering Conference(PVDEC-21)
  • 発表場所: 福岡、ヒルトン福岡シーホーク
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] Hydrothermal Synthesis of TiO2 Porous Hollow Nanospheres for Coating on the Photoelectrode of DSSCs (2011)
  • 著者名/発表者名: V. M. Mohan and K. Murakami
  • 学会等名: 2011 International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM 2011)
  • 発表場所: 名古屋、愛知県産業労働センター
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] Dye sensitized solar cell with carbon doped(PAN/PEG) polymer quasi-solid gel electrolyte (2011)
  • 著者名/発表者名: V. M. Mohan and K. Murakami
  • 学会等名: 10th International Conference on Global Research and Education(INTER-ACADEMIA 2011)
  • 発表場所: Popas Turistic Bucovina, Scevita, Romania
  • 年月日: 2011-09-26
• [学会発表] Polyacrylonitrile(PAN) based quasi solid polymer gel electrolytes for dye-sensitized solar cells (2011)
  • 著者名/発表者名: V. M. Mohan and K. Murakami
  • 学会等名: 日本材料科学会平成23年度学術講演大会
  • 発表場所: 東京、工学院大学
  • 年月日: 2011-06-03
• [学会発表] 色素増感太陽電池用活性炭添加擬固体高分子ゲル電解質の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: V. M. Mohan, K. Murakami
  • 学会等名: 第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 厚木,神奈川工科大学
  • 年月日: 2011-03-24
• [学会発表] TiO2 nanotube and nanotube-nanoparticle composite based dye-sensitized solar cells with improved performance (2011)
  • 著者名/発表者名: E. V. A. Premalal, R. M. G. Rajapakse, A. Konno and K. Murakami
  • 学会等名: 2011 International Workshop on Advanced Nanovision Science
  • 発表場所: 浜松,静岡大学
  • 年月日: 2011-01-18
• [学会発表] Preparation and characterization of working electrode and polymer gel electrolyte for dye-sensitized solar cells (2011)
  • 著者名/発表者名: V. M. Mohan, M. Shimomura, K. Murakami
  • 学会等名: 2011 International Workshop on Advanced Nanovision Science
  • 発表場所: 浜松,静岡大学
  • 年月日: 2011-01-18
• [学会発表] Effect of ZnO coating on the surface of TiO2electrode for dye-sensitized solar cells through spray pyrolysis technique (2010)
  • 著者名/発表者名: V. M. Mohan, M. Shimomura, K. Murakami
  • 学会等名: 第10回日本表面科学会中部支部学術講演会
  • 発表場所: 名古屋,名古屋工業大学
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] 太陽電池用ナノ構造白金電極の表面特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 村上健司,小林大介,石原弘貴,下村勝
  • 学会等名: 第30回表面科学学術講演会
  • 発表場所: 吹田,大阪大学
  • 年月日: 2010-11-04
• [学会発表] Improvement in efficiency of dye-sensitized solar cells with ZnO-or SiO2-coated TiO2electrode prepared by spray pyrolysis technique (2010)
  • 著者名/発表者名: V. M. Mohan, M. Shimomura, K. Murakami
  • 学会等名: Asian Conference on Nanoscience & Nanotechnology(Asia NANO 2010)
  • 発表場所: 東京,日本未来会館
  • 年月日: 2010-11-03
• [学会発表] Development of PAN-based polymer gel electrolytes containing imidazolinium ionic and activated carbon (2010)
  • 著者名/発表者名: V. M. Mohan, M. Shimomura, K. Murakami
  • 学会等名: 応用物理学会東海支部第17回基礎セミナー
  • 発表場所: 浜松,静岡大学
  • 年月日: 2010-10-17
• [学会発表] スプレー熱分解法による色素増感太陽電池用省白金対向電極の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林大介,藤原翔,石原弘貴,下村勝,村上健司
  • 学会等名: 応用物理学会東海支部第17回基礎セミナー
  • 発表場所: 浜松,静岡大学
  • 年月日: 2010-10-17
• [学会発表] スプレー熱分解法による色素増感太陽電池用省白金対向電極の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 村上健司,藤原翔,小林大介,石原弘貴,下村勝
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎,長崎大学
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] Nano structural control of Pt layer on counter electrode for application to dye-sensitized solar cells (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Murakami, S. Fujiwara, D. Kobayashi, H. Ishihara and M. Shimomura
  • 学会等名: 9th International Conference on Global Research and Education(INTER-ACADEMIA 2010)
  • 発表場所: Riga工科大学, Riga, Latvia
  • 年月日: 2010-08-08
• [学会発表] 2種類ナノ粒子サイズからなる太陽電池用メゾスコピックTiO2膜の作製 (2009)
  • 著者名/発表者名: O. A. Ileperuma, G. R. A. Kumara,金子正治,村上健司
  • 学会等名: 第19回日本MRS学術シンポジウム
  • 発表場所: 横浜,横浜市開港記念会館
  • 年月日: 2009-12-07
• [学会発表] Effect of Amount and Size of Platinum Layer Deposited on Counter Electrode on Performances of Dye-sensitized Solar Cell (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Murakami, S. Fujiwara and M. Shimomura
  • 学会等名: 13th European Conference on Applications of Surface and Interface Analysis
  • 発表場所: Dedeman Resort Hotel & Convention Center, Antalya, Turkey
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] Dye-Sensitized Solar Cells Based on SnO2 Nanorod and Surface Treatment of Mg(II) Film (2009)
  • 著者名/発表者名: J. Bai and K. Murakami
  • 学会等名: 8th International Conference on Global Research and Education(INTER-ACADEMIA 2009)
  • 発表場所: Kazimierz Dolny, Poland
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] 色素増感太陽電池用積層型電極の表面構造と電池性能 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤原翔、下村勝、村上健司
  • 学会等名: 日本材料科学会平成21年度学術講演大会
  • 発表場所: 東京,工学院大学
  • 年月日: 2009-06-05
• [学会発表] 色素増感太陽電池用積層型対向電極の表面微構造制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 村上健司、藤原翔、下村勝
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合後援会
  • 発表場所: 筑波,筑波大学
  • 年月日: 2009-04-01
• [図書] 色素増感太陽電池のモジュール化・材料開発・評価技術 (2010)
  • 著者名/発表者名: 村上健司(分担執筆)
  • 総ページ数: 335
  • 出版者: 技術教育出版社
• [図書] 太陽電池と部材の開発・製造技術～構造・プロセスから見る (2009)
  • 著者名/発表者名: 村上健司(分担執筆)
  • 総ページ数: 370
• [備考]
  • URL: http://www.rie.shizuoka.ac.jp/~smlhome/murakamiken/