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大気圧非熱平衡プラズマによる色素増感太陽電池変換効率向上

利用大气压非热平衡等离子体提高染料敏化太阳能电池的转换效率

基本信息

批准号：
10J02393
负责人：
寺本慶之
金额：
$ 0.9万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J02393/
关键词：
ラジカルプラズマ放電レーザー計測色素増感太陽電池

项目摘要

[プラズマ表面処理による色素増感太陽電池変案効率向上]空気中バリア放電のTiO_2電極表面処理により、DSCの変換効率を向上させた。プラズマ処理を数分間行ったDSCは、未処理の物と比較し変換効率が最大約20%向上した。次にプラスチック基板太陽電池にも適応できる、低温焼成で作成したTiO_2電極にプラズマ処理を行いDscを作成した。プラズマ未処理の変換効率は1%以下だったのに対し、プラズマ処理を行ったDSC変換効率は約7%と、高温焼成で作成したDscと同程度の性能が得られた。この結果からバリア放電TiO_2表面処理は、高変換効率プラスチックDSCを低コストで大量生産するための有効な手段となりうることが分かった。変換効率向上の要因を解明すべく、表面組成、表面形状、親水性、吸光度、吸着色素量、比表面積の計測を行った。プラズマ処理されたDSCはプラズマ未処理の物と比較し表面組成の変化(表面酸素欠乏及び有機化合物の減少)、吸着色素量、比表面積の増加がみられた。これらの要因により、DSC短絡電流が向上し変換効率が向上したものと考えられる。[レーザー計測を用いたプラズマの機構解明]プラズマ表面処理の際に重要となる、プラズマ中の活性種(ラジカル)計測を行った。本研究室ではこれまでにOH,O,NO,N_2(A),N等のラジカル計測を行っており、今回新たに大気圧窒素中で寿命が長いN_2(v)に注目した。大気圧パルスコロナ放電により非熱平衡プラズマを発生させ、プラズマ中に存在するN_2(v)をコヒーレント・アンチストークス・ラマン散乱法(CARS)により計測した。計測結果から、放電後の窒素分子振動温度の振る舞いを解明した。

[プラズマSurface treatment of pigment-increasing solar cell case efficiency is improved] The TiO_2 electrode surface treatment of TiO_2 electrode in the air discharge is improved, and the conversion efficiency of DSC is improved. The maximum conversion efficiency of プラズマprocessed DSC is about 20% higher than that of unprocessed items. Substrate solar cells are suitable for solar cells, and low-temperature baking is used for TiO_2 electrodes, which are processed by Dsc.プラズマUnprocessed transformation efficiency is less than 1%だったのに対し、プラズマprocessed を行ったD The conversion efficiency of SC is about 7%, and the same level of performance as DSC is obtained by firing it at high temperature.このRESULTSからバリアDischarge TiO_2 surface treatmentは、High conversion efficiency プラスチックD SC を low quality mass production するためのeffective means となりうることが分かった. The main factors for improving the conversion efficiency are the measurement of understanding, surface composition, surface shape, hydrophilicity, absorbance, amount of adsorbed pigment, and specific surface area. Comparison of プラズマ treated DSC はプラズマ untreated material showed changes in surface composition (deficiency of surface acid and reduction of organic compounds), increase in the amount of adsorbed pigments, and increase in specific surface area. The main reason is that the DSC short-circuit current is high and the conversion efficiency is high. [レーザーmeasurementをいたプラズマのMechanism explanation]プラズマSurface treatment Internationally important となる, プラズマ中のactive species (ラジカル) measurement を行った. Our laboratory performs measurement and measurement of OH, O, NO, N_2(A), N, etc.を行っており, this new chapter is a new one, a large pressure, a long life, a long life, a N_2(v), and a focus. Large プョパルスコロナ discharge non-thermal equilibrium プラズマを発生させ、プラズマ中にexistingするN_ 2(v)をコヒーレント・アンチストークス・ラマン scattered method (CARS)によりmeasurementした. The measurement results are as follows, and the vibration temperature of the element molecules after discharge is clearly understood.