擬固体電解質とナノチタニア層との界面最適化による擬固体色素増感太陽電池の高性能化

通过优化拟固体电解质与纳米二氧化钛层之间的界面提高拟固体染料敏化太阳能电池的性能

• 批准号: 14050077
• 负责人: 早瀬 修二
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14050077/
• 关键词: 色素増感太陽電池; 界面修飾; カルボン酸; 室温溶融塩; イオン性液体; ゲル電解質; 暗電流; 耐久性

色素増感太陽電池(DSSC)は揮発性有機溶剤を含んだ電解液を使用しており、耐久性を確保するには十分な封止技術が必要である。我々は不揮発性の室温溶融塩をゲル化することにより電解質を固体化する技術が耐久性向上に有効であることを実証してきた。しかし室温溶融塩は有機溶剤タイプの電解液に比較し粘度が高くイオンの拡散定数が低いという欠点があった。限界電流を大きくするため電荷輸送体であるヨウ素の濃度を有機溶剤系電解液より10倍程度高くする必要があった。このため暗電流が大きくなり太陽電池性能の低下がしばしば見られた。チタニア界面を修飾して逆電子移動を抑制する試みが従来の溶剤系電解液で試みられてきた。しかしSnO_2を半導体電極に使った場合には大きな性能向上効果が報告されているがチタニアを使った場合には効果は小さいと報告されている。我々は溶融塩を電解液とするDSSCのチタニアナノ界面を修飾しその効果を調べた。チタニアナノ界面は色素分子で覆われているが、その隙間から逆電子移動が起こる。色素の間を埋めるblocking materialとして、(1)チタニア表面と反応しやすい、(2)色素の間を埋めることができるように分子が小さいなどの理由から、カルボン酸を選んだ。チタニア界面を酢酸でブロックしたチタニア電極を用いたDSSCは、未処理のDSSCに比較し短絡電流が8mA/cm2から13mA/cm2と大きく向上した。界面修飾は室温溶融塩を使ったDSSCの効率向上に非常に有効である。

Pigment sensitive battery (DSSC) mechanical dissolving system includes the use of electronic solutions, durability protection, and sealing technology is very necessary. We do not change the temperature of the solution at room temperature, the temperature, temperature and temperature. The room temperature melting solution has a higher viscosity than that of the room temperature solution, and the dispersion number of the solution is lower than that of the room temperature solution. The limit current is very high, and the load transport system is very sensitive to the concentration of organic solvents, which is 10 times higher than that of the necessary. The performance of the pool is poor. The interface is modified and the reverse electronic movement is performed. The inhibition test is used to dissolve the solution. The use of Sno _ 2 semiconductors makes it possible to improve the performance of high-performance reports. We will dissolve the DSSC solution, and the interface of the solution will be repaired. The pigment molecules are used to cover the interface, and the reverse electrons in the gap are moved to start the process. Pigments are embedded in blocking material cubes, (1) pigments are buried on the surface, and (2) pigments are buried in small molecules. In the thermal interface, the use of thermal DSSC and unregulated DSSC is higher than that of short-term current, 8mA/cm2 and 13mA/cm2. The interface is modified by melting at room temperature to increase the rate of temperature DSSC.

项目成果

S.Mikoshiba, S.Murai, H.Sumino, S.Hayase: "Anomalous Increase in Photocurrent Density for Quasi-solid Dye Sensitized Solar Cells by Addition of Tetra(bromomethyl)benzene"Chemistry Letters. 9号. 918-919 (2002)

S.Mikoshiba、S.Murai、H.Sumino、S.Hayase：“通过添加四（溴甲基）苯，准固体染料敏化太阳能电池的光电流密度异常增加”《化学快报》第 9 期。918-919（ 2002）

早瀬修二, 村井伸次, 御子柴智, 角野裕康: ""可視光利用技術最前線"の中の一章"技術教育出版. 11 (2002)

Shuji Hayase、Shinji Murai、Satoshi Mikoshiba、Hiroyasu Kadono：“‘可见光利用技术的前沿’中的一章”技术教育出版社 11 (2002)。

S.Mikoshiba, S.Murai, H.Sumino, S.Hayase: "Another Role of LiI/tert-Butylpyridine in Room-Temperature Molten Salt Electrolytes Containing Water for Dye-Sensitized Solar Cell"Chemistry Letters. 11号. 1156-1157 (2002)

S.Mikoshiba、S.Murai、H.Sumino、S.Hayase：“染料敏化太阳能电池中 LiI/叔丁基吡啶在含水室温熔盐电解质中的另一种作用”《化学快报》第 11 期。1156- 1157 (2002)

早瀬 修二: "擬固体色素増感太陽電池の研究開発動向"Material Stage. 2巻9号. 22-26 (2002)

Shuji Hayase：“伪固体染料敏化太阳能电池的研究和发展趋势”，Material Stage，第 2 卷，第 9 期，22-26 (2002)。

早瀬修二: "色素増感太陽電池とゲル電解質"未来材料. 1号. 54-59 (2002)

Shuji Hayase：“染料敏化太阳能电池和凝胶电解质”Future Materials No. 1. 54-59 (2002)。