2004 Fiscal Year Annual Research Report
色素増感太陽電池の内部抵抗要因の解析および高効率化
Project/Area Number |
03J05584
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Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
星川 豊久 京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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Keywords | 色素増感太陽電池 / 交流インピーダンス法 / 内部抵抗 / 参照電極 |
Research Abstract |
電池の構造や構成する材料が異なる色素増感太陽電池作製し、電流-電圧特性の測定より電池の性能評価を行い、また交流インピーダンス測定により電池の内部抵抗成分の分離と評価を行った。そして、交流インピーダンス測定で得られた抵抗値と、電流-電圧特性値を比較、検討しながら色素増感太陽電池の内部抵抗成分の分離と同定を進めた。また、半導体電極、カソードそれぞれに起因する抵抗成分を分離して検出できるよう、色素増感太陽電池に参照極を導入した3極式の電池の作製を試みた。 通常の色素増感太陽電池は電極間距離が非常に短く、この形状で参照極を導入しインピーダンス測定を行うことは困難であった。そこで、ガラス容器あるいは通常よりも厚いスペーサー(1.5mm)を用いて電池を構成し、参照極の導入を行った。結果、これまで特性周波数の近似が原因で抵抗成分の分離が不明朗であった半導体電極側の粒子間界面に起因する抵抗とPt対極/電解質に起因する抵抗を分離することができた。また、これまでPt対極の抵抗成分は通常の場合、半導体電極と比較して小さいため評価することが困難であったが本方法によりこの成分の評価が可能となった。半導体電極の粒子間界面に起因する抵抗成分は、水熱合成で得たナノコロイドペーストを電極として使用した場合ほとんど観測されないことがわかった。また、Pt/電解質界面に起因する抵抗成分は電解質中のI_3^-濃度を増加させるほど小さくなり、また影響がないと思われていた光強度に対しても変化を示し、光強度が増すほどその抵抗値は小さくなることがわかった。しかしながら、電極間距離を大きくすることにより電解質の拡散に伴う抵抗の影響が大きくなり、最も低周波部分のインピーダンスが大きく拡大、参照極導入前の薄い太陽電池におけるインピーダンスとの相違が見られた。
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Research Products
(3 results)