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本研究ではアナターゼ型酸化チタン表面の表面修飾に関する研究を進めてきた。最終年度は、種々の異なる酸化チタン表面に対して、表面修飾の効果を試みた。まず、酸化亜鉛によるナノロッドをテンプレートとして、アナターゼ型酸化チタンのナノチューブを作製した。その際に、亜鉛を表面に残留させることで、色素増感太陽電池の開放電圧を向上させる効果があることを見出した。亜鉛の残留量については光電子分光によって確認し、表面における原子濃度で数パーセント未満であることがわかった。また、透過電子顕微鏡によって、ナノチューブが中空構造であること、また、ナノチューブが数nmの微粒子によって形成されていることもわかった。そして透過電子顕微鏡の元素分析によって、亜鉛原子は局所的に存在しているのではなく、ナノチューブ全体に分散している様子が判明した。
研究期間を全体を通した研究成果としては、以下の３点が挙げられる。
1. ピロリジンジチオカーバメート(PDTC)溶液にアナターゼ型酸化チタンを浸漬させることで、太陽電池性能が向上し、電流量の増加と色素に含まれるルテニウムの量の増加が定量的に一致することがわかった。これにより、PDTCによる表面処理の効果が、色素量の増加に対応することが判明した。
2. PDTC、硫酸アンモニウム、多硫化アンモニウムを用いて硫黄処理を行ったが、PDTCのみが、太陽電池性能を向上させることがわかった。このことから、硫黄の存在だけでなく、結合様式が重要であることがわかった。
3. 亜鉛（酸化物）を酸化チタン表面に数パーセント以下吸着させることで、酸化チタンナノチューブを用いた色素増感太陽電池における開放電圧を向上させることが判明した。
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