透明導電性膜を必要としないスパイラル形状を有する色素増感型太陽電池の開

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24656492
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 触媒・資源化学プロセス
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 竹内 雅人 大阪府立大学, 工学研究科, 准教授 (90382233)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: 資源 / エネルギー有効利用技術

研究概要

Ti ワイヤを基材として作製した N719/TiO2/Ti を作用極、Pt ワイヤを対極に用いることで、透明導電性基板を必要としないワイヤ型色素増感太陽電池(w-DSC)を構築することに成功した。ディップコート法により作製した多孔質 TiO2/Ti 電極を用いた場合、膜厚が 28 μm のときに 2.2 %の変換効率を示した。さらに、多孔質 TiO2/Ti 電極(膜厚:18 μm)に Ag ナノ粒子と N719 色素を共担持すると、Ag ナノ粒子を担持しない場合に 1.6 %であった変換効率が 1.9 %にわずかであるが向上した。次に、陽極酸化法を用いて Ti ワイヤ表面にμm オーダーの細孔構造を有する TiO2 層(A-TiO2/Ti)を作製し、w-DSC に適用した。TiO2 層の厚みが16 μm のときに、2.0 %の変換効率を示した。さらには、w-DSC の対極である Pt ワイヤの代替として、KNO3 溶融塩で処理したグラファイト棒に Pt を担持した電極(Pt/KNO3-C)を作製した。この Pt/KNO3-C を対極、N719/A-TiO2/Ti を作用極にして作製した w-DSC は、Pt ワイヤを用いた w-DSC とほぼ同等の太陽電池特性を示した。

研究成果

• [学会発表] 透明導電性膜を用いない色素増感太陽池への逆電子移動抑制層導入による光変換効率向上 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木場拓哉, 川上雄飛, 竹内雅人, 堀内悠, 松岡雅也
  • 学会等名: 第111回触媒討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] 透明導電性基板を用いないワイヤ型色素増感太陽電池の開発と 逆電子移動抑制層の導入による光電変換効率の向上 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木場拓哉, 川上雄飛, 竹内雅人, 堀内悠, 松岡雅也
  • 学会等名: 触媒学会関西支部 第22回キャラクタリゼーション講習会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2012-10-12
• [学会発表] Development of Titanium Wire-based Dye-sensitized Solar Cells and the Enhancement of the Performance by Surface Plasmon Resonance of Ag Nanoparticles (2012)
  • 著者名/発表者名: Y . Kawakami, M. Takeuchi, Y . Horiuchi, M.Matsuoka
  • 学会等名: Pacific RIM Meeting on Electrochemical and Solid-state Science (PRiME2012)
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2012-10-08
• [学会発表] 透明導電性膜を必要としないワイヤ型色素増感太陽電池の構築 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川上雄飛, 竹内雅人, 堀内悠, 松岡雅也
  • 学会等名: 光化学討論会 2012
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-09-13