酸化亜鉛/色素ハイブリッド薄膜の電気化学的作製と光電気化学的評価

氧化锌/染料杂化薄膜的电化学制备及光电化学评价

• 批准号: 01F00088
• 负责人: 箕浦 秀樹
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Gifu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01F00088/
• 关键词: 光電気化学; 色素増感型太陽電池; 酸化亜鉛; 酸化チタン; ハイブリッド; ナノポーラス; 電気化学析出; エッチング

色素増感型太陽電池の光電極に用いられる色素修飾されたポーラス酸化物半導体薄膜は、通常半導体微粒子のペーストをコーティング、熱処理して膜を得た後に色素分子を吸着するプロセスが用いられているが、我々は増感色素を含む亜鉛塩水溶液からの一段階カソード電析によって酸化亜鉛/色素ハイブリッド薄膜を得ることに成功した他、酸化チタンとチタン塩の混合ペーストの水蒸気処理によってポーラス酸化チタン薄膜を得ることにも成功した。本研究ではこれら2種の低温合成法によって作製された光電極について、本特別研究員が構築した時間及び周波数分解光電気化学測定法による光電気化学分析を行なった。電析法によって作製された酸化亜鉛/色素ハイブリッド薄膜電極は、その高い結晶性ゆえに、通常の半導体微粒子を出発原料とするポーラス電極に比して極めて速い電子拡散を可能としていることが明らかとなった。また、電析されたハイブリッド膜においては色素分子の一部が酸化亜鉛表面に直接結合しておらず、一旦色素をアルカリ洗浄によって除去した後、再度色素溶液から色素分子を吸着することで、飛躍的な色素増感光電極機能の向上がおこることが分かった。これにより低温合成された材料としては異例のIPCE=90%の高い変換効率を達成した。水蒸気処理によって作製したポーラス酸化チタン電極についても、通常の熱処理を要するプロセスによって得られる材料に遜色ない電荷輸送特性を有していることが明らかとなった。これらの成果について今年度2報の論文が学術雑誌に掲載された他、2報が投稿済みである。また、国際会議において5件の成果発表を行なった。

Pigment raised feeling type solar cell electrode に の light use い ら れ る pigment modification さ れ た ポ ー ラ ス acidification は semiconductor film, usually semiconductor particles の ペ ー ス ト を コ ー テ ィ ン グ, hot 処 し て membrane を に after た pigment molecules を sorption す る プ ロ セ ス が with い ら れ て い る が, I 々 は rights are pigment を containing む 亜 lead salt aqueous solution か ら の a Duan Jie カ ソ ー ド electrode に よ っ て acidification 亜 lead/pigment ハ イ ブ リ ッ ド film を have る こ と に successful し た him, acidification チ タ ン と チ タ ン salt の mixed ペ ー ス ト の water steam 気 処 Richard に よ っ て ポ ー ラ ス acidification チ タ ン film を must る こ と に も successful し た. This study で は こ れ ら two の low-temperature synthesis に よ っ て cropping さ れ た photoelectrode に つ い て, this special researcher が build し た time and photoelectric 気 び cycle for decomposition of chemical measurement に よ る photoelectric 気 chemical analysis line を な っ た. Electricity chromatography に よ っ て cropping さ れ た acidification 亜 lead/pigment ハ イ ブ リ ッ ド thin film electrode は, そ の high い crystalline ゆ え に, usually の semiconductor particles を out 発 materials と す る ポ ー ラ ス electrode に than し て extremely め て speed い electronics company, may spread を と し て い る こ と が Ming ら か と な っ た. ま た, electrode さ れ た ハ イ ブ リ ッ ド membrane に お い て は pigment molecules directly に の a が acidification 亜 lead surface combination し て お ら ず, once the pigment を ア ル カ リ に at よ っ て remove し た, pigment solution again after か ら pigment molecules を sorption す る こ と で rights, leap な pigment photosensitive electrodes function の upward が お こ る こ と が points か っ た. <s:1> れによ <s:1> low-temperature synthesis of された material と <s:1> て て an exception <s:1> IPCE=90% <s:1> high <s:1> conversion rate を achieved <s:1> た た. Water evaporate 気 処 Richard に よ っ て cropping し た ポ ー ラ ス acidification チ タ ン electrode に つ い て も, usually の hot 処 を to す る プ ロ セ ス に よ っ て must ら れ る material に inferior な い charge transport properties を have し て い る こ と が Ming ら か と な っ た. こ れ ら の results に つ い て looked longingly at 2 の paper が academic 雑 tzu に first white jasmines load さ れ た contribute his, 2 reported が 済 み で あ る. Youdaoplaceholder0, にお にお て て5 pieces of presentation of the results of the international conference を line なった.

项目成果

T.Yoshida, A.Shinada, T.Oekermann, T.Sugiura, T.Sakai, H.Minoura: "Time-and Frequency-Resolved Photoelectrochemical Investigations on Nano-Honeycomb TiO_2 Electrodes"Electrochemistry. 70・6. 453-456 (2002)

T.Yoshida、A.Shinada、T.Oekermann、T.Sugiura、T.Sakai、H.Minoura：“纳米蜂窝 TiO_2 电极的时间和频率分辨光电化学研究”电化学 70・6（ 2002）

T.Yoshida, T.Oekermann, K.Okabe, D.Schlettwein, K.Funabiki, H.Minoura: "Cathodic Electrodeposition of ZnO/EosinY Hybrid Thin Films from Dye Added Zinc Nitrate Bath and Their Photoelectrochemical Characterizations"Electrochemistry. 70・6. 470-487 (2002)

T. Yoshida、T. Oekermann、K. Okabe、D. Schlettwein、K. Funabiki、H. Minoura：“从添加染料的硝酸锌浴中阴极电沉积 ZnO/EosinY 混合薄膜及其光电化学特性”电化学 70・6。 .470-487 (2002)