2010 Fiscal Year Annual Research Report
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
| Project/Area Number |
21560325
|
|---|
| Research Institution | Shizuoka University |
|---|
Principal Investigator |
村上 健司 静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (30182091)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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)
|
|---|
| Keywords | 太陽電池 / 長寿命化 / 表面・界面物性 / 擬固体化電解質 / スプレー熱分解薄膜形成法 |
|---|
| Research Abstract |
本年度は、(1)色素吸着のためのスプレー条件の確立、(2)電池の擬固体化および(3)高性能TiO_2半導体層の開発を目的として研究を遂行した。その結果、(1)に関しては、スプレー熱分解堆積(SPD)装置の改良を行い、ノズルからスプレーされる溶液粒子の大きさを揃え、できるだけ小さな粒子のみを基板上に到達させる機構を開発した。改良型SPD装置を利用することにより、小さな粒子が均一に分布した透明TiO_2膜を形成するスプレー条件を確立することができた。(2)については、ポリアクリロニトリルおよびポリエチレングリコールをベースとしたゲル状高分子の電子伝導度を向上させるために活性炭を添加した電解質を開発した。このゲル状高分子電解質を利用した擬固体化色素増感太陽電池は、6%以上のエネルギー変換効率を示した。(3)に関しては、光照射により色素からTiO_2半導体層に注入される電子の逆流または漏洩を防ぐために、TiO_2層表面上へのZnOまたはSiO_2酸化物薄層の形成を行った。この2層構造の半導体層を有する色素増感太陽電池においては、TiO_2層から色素または電解質への電子の再結合や漏洩が抑制され、最大で13%のエネルギー変換効率の向上が確認された。
本年度得られた研究実績は、色素増感太陽電池の実用化において課題となっている、効率ならびに耐久性の向上に直接結び付く結果である。また、改良型SPD装置の開発は、作製プロセスの単純化を一層推進するものである。
|
