色素増感太陽電池を取り入れた,「物の色と補色」に関する学生実験用教材の開発

染料敏化太阳能电池“物体颜色与补色”学生实验教材开发

• 批准号: 20920020
• 负责人: 本郷 友哉
• 金额: $ 0.27万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20920020/
• 关键词: 色素増感太陽電池; 補色; 学生実験用教材

本研究の目的は「物の色と補色の関係」について理解させるための基礎科学実験用教材としての色素増感太陽電池の利用可能性を調べることである.本研究は次の手順により行った.1. 導電性ガラスに酸化チタン膜を焼付けた後,色素の水又はエタノール溶液に入れて色素を吸着させて,太陽電池を作製した.2. 1つの色の太陽電池に対して,光源(ハロゲンランプ)と太陽電池との間にカラーフィルターを置き,当てる光の色を変えた場合のその発電電流値(短絡電流)を測定した.3. 2の結果と太陽電池の色とを比較し,色相環から期待される結果が得られているか調べた.4. その他の色の太陽電池でも同様に調べ,実験教材として,色素増感太陽電池が利用可能か否かの検討をした.なお,用いた色素は赤:エオシンY,青:ブリリアントブルーFCF,黄:クマリン343,緑:銅クロロフィリンナトリウムである.上記手順で研究を行った結果,どの色素を吸着した太陽電池に対しても,当てる光の色を変えることにより短絡電流値の変化が観られた.特に変化が大きく観測された色素はエオシンYとクマリン343であった.電池の色と短絡電流値の変化の関係を補色の観点からみると,色相環から期待される結果と微妙に色のズレが見られた色素もあったものの,概ね電池の色に近い色の光を当てると極小に,その補色に近い色の光を当てると極大になった.色のズレの原因は,人間の色感覚の違いや,吸着させた色素の可視光領域での吸収帯が比較的ブロードであることに加え,カラーフィルターを使っているために当てる光の波長もシャープではなかったためと考えられる.以上の結果より,色素増感太陽電池はそれを製作する楽しさを教えるという教材としてだけでなく,使用する色素が限定されるが,物の色と光の吸収(補色)との基本的な関係を教える実験教材としても利用可能あることが分かった.

The purpose of this study is to understand the relationship between color and complementary color of matter and to adjust the possibility of using pigment sensitized solar cells. This study was conducted in accordance with the law. 1. After the conductive acid film is burned, the pigment water is absorbed into the solution, and the solar cell is manufactured. 2. 1. The color of solar cell is different from that of light source (light source) and solar cell. When the color of light changes, the current value (short-circuit current) of solar cell is measured. 3. 2. The color of solar cells is compared, and the color circle is expected to be adjusted. 4. The solar cells of different colors are adjusted in the same way, and the possibility of using pigment sensitive solar cells is discussed. , The results of this research show that the absorption of pigment in solar cells is very important, and the color of light is very important. The color of the film is red. The color of the battery is short, the color of the battery is short, and the color of the battery is short. The reason for the color of the human body is that the absorption band of the pigment in the visible light field is relatively high. As a result, pigment sensitized solar cells are produced in the following ways: teaching materials, use of pigment, color of matter, absorption of light (complementary color), and basic relationships.