固体型無機顔料増感太陽電池の開発

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次世代型の低コスト太陽電池として色素増感太陽電池がたいへん注目されているが、そこに用いられる有機増感色素に代わって、それより安定な無機顔料を増感剤とし、さらに液体電解液を固体に代えた太陽電池の作製を最終目的とした研究課題である。その中のまず最初の課題として、研究室で開発されてきた電析法による色素担持化亜鉛薄膜の形成機構に関する検討を詳細に進めた。機構の解明には、電析浴中におけるカソード分極特性の解析を回転電極装置を用いて行った。酸化亜鉛結晶の析出は溶存酸素の電解還元をトリガーとして起こるが、その際、検討したいくつかのキサンテン系色素がその酸素還元反応に対する触媒効果を発揮して、それらの添加が製膜速度を大幅に増大させるとともに、それ自身が様々な形態で膜中に取り込まれることを確認した。その際、これらの色素の種類によって、担持サイトの電解電位依存性が顕著に変わることがわかった。これらの詳細な機構解明が色素増感太陽電池用光電極としての最適化に結びつくことが期待される。無機顔料を増感剤として用いる検討については、予備実験を開始したに過ぎないが、上記の電析法により作製された酸化亜鉛/エオシンY複合膜を希アルカリ水溶液中に浸してエオシンYのみを除去し、得られたナノポーラス酸化亜鉛薄膜の微粒子表両上に、化学析出法によってPbS微粒子を担持する試みを行ったが、今までのところPbSの微粒子化に成功せず、得られた膜もほとんど増感作用を示さなかった。来日して3ヶ月あまりしか経過していないため、顕着な研究実績というわけではないものの、研究は非常に順調に進行していると判断される。