固体色素増感太陽とハイブリッド太陽電池の表面に関する研究

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本研究では有機系固体太陽電池における現状の低いエネルギー変換効率の原因を電子移動の観点から解明し、材料と太陽電池の構造の設計指針を得ることを目的としている。H21年度では色素増感電極と固体ホール輸送層を用いた太陽電池を作製し、その作製条件の検討と従来の色素増感太陽電池用に開発された電子移動速度の測定方法を応用する計画であった。しかしながらホール輸送層を用いた太陽電池においては電荷寿命がかなり短くなることがあり、むしろ早い電荷寿命を測定できる有機太陽電池用に開発された方法を検討する方が良いと考えた。そこでまず一般的なPCBM/P3HTを用いた太陽電池を作製し、有機薄膜用の測定方法であるPhotoCELIVという方法を用いて測定を行った。その結果、P3HTというホール輸送材を用いた場合、この測定方法では問題があることが分かった。そこで高速スイッチを用いた方法や、パルス状のバイアスポテンシャルを印加する方法、インピーダンス法、過渡電圧測定法などを試した。高速スイッチを用いた場合、測定出来る光強度の範囲を見つけることができた。またインピーダンスなどでも測定できる印象を受けた。H22年度ではこれらの測定法を用いた結果を比較することにより、インピーダンス法とCharge Extraction法でよい一致がみられ、電荷寿命については正しく測定できることが分かった。ただし電荷密度が高い場合、測定される電荷密度が低く見積もられることがあるため、今後の課題も明らかとなった。