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色素増感太陽電池の高性能対電極材料の開発〜フラーレン誘導体を活用したアプローチ〜

开发用于染料敏化太阳能电池的高性能对电极材料 - 使用富勒烯衍生物的方法 -

基本信息

批准号：
16750153
负责人：
日野哲男
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Yamagata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

近年,地球環境に負荷を与えない,経済的で高性能なクリーンエネルギー生産技術の開発・改良が精力的に行われている。色素増感太陽電池は,その中でも特に注目されているものの1つであり,その比較的高い光電変換効率(〜10%)に加え,従来用いられている半導体型太陽電池に比べ材料が安価で,また製作に大掛かりな設備を必要としない等の利点を有していることから,国内外で実用化に向けた様々な研究がなされている。しかしながら,それらの研究のほとんどは,色素(光増感)部分や電解液部分の開発・改良が『主』であり,対電極材料開発に関する研究は,意外にもほとんどなされていない。一般に,対電極部分には,白金を蒸着した導電性ガラス(ITO)電極が用いられているが,白金の代わる有機材料を開発することができれば,簡便な塗布および低温処理行程による対電極作成が可能となり,より低コストでセルが開発できるものと期待される。本研究では,新規高性能対電極材料の開発に向け,近年大きな着目を集めているフラーレンやカーボンナノチューブ類などのカーボンクラスターを利用した研究を行った。これらは,その全π共役構造に起因する特異な性質に加え,数年後には数十円/gまで価格が低下すると予測されていることなどから急速にその応用分野が広がっている。ナノカーボン類(C_<60>、CNTなど)を用い、対電極材料としての利用可能性について検討した結果,電極作成方法として界面活性フェロセン(Fe-PEG)を使った"ミセル崩壊法"等を用いることでナノカーボン類の薄膜電極を可能にした。この際膜厚を変えることで高い効率が得られることなどが明らかとなった。

In recent years, the global environment has been under great stress, and the development and improvement of production technology have been carried out with high performance and high efficiency. Pigment sensitive solar cells are particularly interesting in the field of solar cells. They have a relatively high photoelectric conversion efficiency (~ 10%). They are used in semiconductor solar cells. Compared with other materials, they are safe, and they are necessary for manufacturing large-scale equipment. In addition, the development and improvement of pigment (photosensitive) part and electrolyte part are related to the development of electrode materials. In general, platinum vapor deposition on the electrode part of the conductive layer (ITO) electrode is used in the preparation of platinum organic materials. The electrode is easy to coat and low temperature treatment process. The electrode preparation is possible. This study is aimed at the development of new high-performance electrode materials. In recent years, there has been a great deal of research on the use of high-performance electrode materials. This is because of the unique nature of the full π-service structure, and after several years, it will be tens of yen/g, and the prediction will be low. As <60>a result of the investigation, the electrode manufacturing method and the interfacial activity of the thin film electrode (Fe-PEG) are discussed. The thickness of the film is high.