有機皮膜剤を用いた酸化亜鉛ナノ結晶合成と高効率色素増感太陽電池作製

有机涂层剂合成氧化锌纳米晶及高效染料敏化太阳能电池的制备

• 批准号: 12F02363
• 负责人: 早川 泰弘
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12F02363/
• 关键词: 色素増感太陽電池; 酸化亜鉛ナノ結晶; 化学溶液法; ヘキサメチレンテトラアミン; Nメチルアニリン; ピリジン; 有機皮膜剤; 熱処理温度; 酸化亜鉛; 酸化チタン; ナノ結晶; 有機被膜剤; メゾポーラス

本研究は、低価格、高効率な色素増感太陽電池を作製するために(1) 化学溶液法による酸化亜鉛ナノ粒子合成時に溶液に有機被膜剤を添加し、濃度、熱処理温度、熱処理時間がナノ結晶の形状、サイズ、構造、吸収光特性、発光特性、電子状態等に及ぼす効果を明らかにすること、(2) 酸化亜鉛ナノ結晶を用いて光半導体電極を形成し、色素増感太陽電池の光電変換効率の向上を図ることを目的とした。有機被膜剤としてヘキサメチレンテトラアミン、Nメチルアニリンとピリジンを用いた。ヘキサメチレンテトラアミン濃度や熱処理温度が酸化亜鉛ナノ結晶の形状、サイズ、構造、発光特性、電子状態や色素増感太陽電池特性に及ぼす効果を調べた結果、有粒子の凝縮が抑制されることや、濃度が0.05 Mの場合に無添加と比べ約15倍光電変換効率が高くなることが示された。有機被膜剤としてNメチルアニリンを用い、熱処理温度が酸化亜鉛ナノ結晶の特性と色素増感太陽電池特性に及ぼす効果を調べた結果、熱処理温度により、球状からナノロッド構造に変化することが示された。また、275度で熱処理した試料の光電変換効率は150度、475度で熱処理した試料の値よりも高くなった。ピリジンを用いた場合、平均長さが 200 nmのナノロッド構造が得られた。ピリジン濃度が0.3モルの場合、バンド端遷移に起因する発光が強くなった。以上の結果は、有機皮膜剤の濃度や熱処理温度が酸化亜鉛ナノ結晶の結晶性や色素増感太陽電池特性に大きな影響をもたらすことを示している。因する発光が強くなった。以上の結果は、有機皮膜剤の濃度や熱処理温度が酸化亜鉛ナノ結晶の結晶性や色素増感太陽電池特性に大きな影響をもたらすことを示している。

This study on the production of を, low 価 grid, high efficiency な pigment sensitizing solar cells するために(1) Chemical solution method に よ る acidification 亜 lead ナ ノ に organic particles synthesized に solution by membrane tonic を add し, concentration, thermal 処 temperature, thermal 処 time が ナ ノ crystal shape, サ の イ ズ suction 収, structure, light, 発 optical properties, such as electronic state に and ぼ す unseen fruit を Ming ら か に す る こ と, (2) Acidification 亜 lead ナ ノ crystallization を with い て light semiconductor electrode を し, sense of rights solar cell pigment の photoelectric - in sharper rate の upward を 図 る こ と を purpose と し た. Organic coating agents と と てヘキサメチレ てヘキサメチレ テトラア テトラア テトラア テトラア てヘキサメチレ, Nメチ アニリ アニリ とピリジ とピリジ を を use と た. ヘ キ サ メ チ レ ン テ ト ラ ア ミ ン concentration や 処 manage が acidification temperature 亜 lead ナ ノ crystal shape, サ の イ ズ, structure, 発 optical characteristics and electronic characteristics に や pigment rights are solar cell condition and ぼ す unseen fruit を adjustable べ た results, particle の condensation が inhibit さ れ る こ と が や, concentration of 0.05 In M occasions, the photoelectric conversion efficiency of に without additives is about 15 times higher than that of べ, and the くなる とが とが とが shows された. Organic capsule tonic と し て N メ チ ル ア ニ リ ン を with い temperature, thermal 処 が acidification 亜 lead ナ ノ crystallization の property rights are solar cell characteristics に と pigment and ぼ す unseen fruit を adjustable べ た results, hot 処 temperature に よ り, globular か ら ナ ノ ロ ッ に ド structure - the す る こ と が shown さ れ た. ま た, 275 - degree heat で 処 し た sample の photoelectric - in sharper rate は 150 degrees, 475 degrees heat で 処 し た sample の numerical よ り も high く な っ た. Youdaoplaceholder0 を を construct が with が た in the case of た た and an average length of さが 200 nm ピリジ ナノロッド to obtain られた. ピ リ ジ ン concentration が 0.3 モ ル の occasions, バ ン ド side migration に cause す る 発 strong light が く な っ た. は の results above, the concentration of the organic skin membrane tonic の や 処 manage が acidification temperature 亜 lead ナ ノ crystalls の crystal や pigment rights are large solar cell characteristics に き な influence を も た ら す こ と を shown し て い る. Because する emits light が is strong くなった. は の results above, the concentration of the organic skin membrane tonic の や 処 manage が acidification temperature 亜 lead ナ ノ crystalls の crystal や pigment rights are large solar cell characteristics に き な influence を も た ら す こ と を shown し て い る.

项目成果

Monodispersed growth of ZnO nanostructures for efficient charge collection in dye sensitized solar cells

ZnO 纳米结构的单分散生长可在染料敏化太阳能电池中有效收集电荷

• 发表时间: 2013
• 作者: M. Navaneethan. J. Archana;M. Arivanandhan;T. Koyama and Y. Hayakawa
• 通讯作者: T. Koyama and Y. Hayakawa

Monodispersed chemical synthesis of ZnO quantum dots : Influence of annealing and functional properties

ZnO 量子点的单分散化学合成：退火和功能特性的影响

• 发表时间: 2012
• 作者: M. Navaneethan;J. Archana;M. Arivanandhan;T. Koyama and Y. Hayakawa
• 通讯作者: T. Koyama and Y. Hayakawa

Phase control of nickel sulfide hierarchical structures

硫化镍分级结构的相控制

• 发表时间: 2014
• 作者: R. Karthikeyan;M. Navaneethan;D. Thangaraju;M. Arivanandhan and Y. Hayakawa
• 通讯作者: M. Arivanandhan and Y. Hayakawa

Surface Passivation and Functional Property Studies of ZnO Nanostructures for the Development of Dye Sensitized Solar Cells

用于开发染料敏化太阳能电池的 ZnO 纳米结构的表面钝化和功能特性研究

• 发表时间: 2012
• 作者: M. Navaneethan、J. Archana;M. Arivanandhan;T .Koyama and Y. Hayakawa
• 通讯作者: T .Koyama and Y. Hayakawa

Preparation of N-methylaniline capped mesoporous TiO2 spheres by simple wet chemical method

简单湿化学法制备N-甲基苯胺封端介孔TiO2球

• DOI: 10.1016/j.materresbull.2012.12.051
• 发表时间: 2013
• 期刊: Mater. Res. Bulletin
• 作者: T. Prakash;M. Navaneethan;J. Archana;S. Ponnusamy;C. Muthamizhchelvan and Y. Hayakawa,
• 通讯作者: C. Muthamizhchelvan and Y. Hayakawa,