TiとZrの酸化物からなるナノ構造体を用いた新規な色素増感型太陽電池の開発

使用钛和锆氧化物纳米结构开发新型染料敏化太阳能电池

• 批准号: 12F02378
• 负责人: 松田 厚範
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 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 至 2014
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12F02378/
• 关键词: 陽極酸化; 色素増感太陽電池; 金属酸化物; ナノチューブ; 分岐型構造; 印加電圧; 溶解速度; シミュレーション; 印過電圧

昨年度までに、電解液や印加電圧の制御により分岐型チタニアナノチューブの形成に成功したが、今回、その分岐メカニズムを詳細に調査・考察し、作製条件にフィードバックしたことで、分岐型酸化チタンナノチューブの構造を精密に制御することが可能となった。得られた分岐型チタニアナノチューブの光学特性、特に光の反射・吸収特性を調査したが、この点に関しては分岐構造と光学特性の相関は特になかった。構造の異なる分岐型チタニアナノチューブ、または無分岐型チタニアナノチューブを用いて色素増感太陽電池を作製し、分岐構造による電池性能への影響を調査した。光電変換効率に大きく寄与するとされる、色素吸着量が分岐構造の導入によって増大することを期待したが、特に増大は見られなかった。しかし、光電変換効率が大きく向上したため、分岐構造のあり・なしで電気抵抗率を測定したところ、分岐構造の導入による電気抵抗率の大幅な減少が確認された。この抵抗の減少は、電子伝導の経路が増えたことに起因すると考えているが、それだけではなく、分岐構造の導入処理によりナノチューブ内に格子欠陥が生成し、電子伝導に寄与しているのではないかという結論が得られた。一方で、Comsol社のMultiphysicsソフトウェア(有限要素法解析ソフト)を用いて、陽極酸化によるチタニアナノチューブの形成・成長メカニズムの解析を実施した。その結果、陽極酸化のための電圧印加時の酸素の流れをシミュレートすることができ、その酸素の流れが形成するナノチューブの構造を決定付けると予想された。これは、すでに研究されてるアルミナナノチューブの形成メカニズムとよく似ており、他の金属元素においても同様の解釈が可能なことが示唆された。

In the past year, the electrolyte and the control of the differential pressure were successfully formed. Now, the differential pressure was investigated in detail. The working conditions were investigated. The structure of the differential pressure was precisely controlled. The optical characteristics of the optical fiber, the reflection and absorption characteristics of the special light, and the correlation between the optical fiber structure and the optical characteristics of the special light are investigated. To investigate the influence of different structures on the performance of pigment-enhanced solar cells Photoelectric conversion rate is high, pigment adsorption is high, pigment adsorption is high. The measurement of the electrical resistivity of the bifurcated structure and the introduction of the bifurcated structure confirm that the electrical resistivity has decreased significantly. The resistance of this kind of resistance is reduced, the electron conduction path is increased, the cause is examined, the branching structure is introduced, the lattice is not generated, the electron conduction path is transmitted, and the conclusion is obtained. Comsol's Multiphysics Solution (Finite Element Analysis Solution) is used in the analysis of anodic acidification, the formation and growth of the film. As a result, the anodic acidification and the formation of the acid flow during the electrochemical process are determined. This is a study of the formation of metal elements in different ways.

项目成果

Agナノ粒子/TiO_2ナノチューブ複合体の作製と色素増感型太陽電池への応用

Ag纳米颗粒/TiO_2纳米管复合材料的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

• 发表时间: 2013
• 作者: M. A. Kafi;Y. Phanny;Y. Nakamuta and M. Todo;R. Saha;近江隼人・河村剛・Darren LeClere・武藤浩行・松田厚範;李 紅星・高 斯・田 艶中・ 寺田大将・柴田曉伸・辻 伸泰;近江隼人・河村剛・Darren LeClere・武藤浩行・松田厚範
• 通讯作者: 近江隼人・河村剛・Darren LeClere・武藤浩行・松田厚範

Dye Loading Study of Branched TiO2 Nanotube

支化二氧化钛纳米管的染料负载研究

• 发表时间: 2014
• 作者: Y. Z. Tian;L. J. Zhao;S. Chen;D. Terada A. Shibata;N. Tsuji;Adrian Ashari・Darren J. LeClere・河村剛・武藤浩行・松田厚範
• 通讯作者: Adrian Ashari・Darren J. LeClere・河村剛・武藤浩行・松田厚範

Detailed Analysis of Porous Anodic Aluminium Film Morphology with Application to Oxide Flow Simulations

多孔阳极铝膜形态的详细分析及其在氧化物流动模拟中的应用

• 发表时间: 2013
• 作者: Darren LeClere;Go Kawamura;Hiroyoki Muto;Atsumori Matsuda
• 通讯作者: Atsumori Matsuda

Study of Branched TiO2 for DSSC Application

支化二氧化钛在 DSSC 中的应用研究

• 发表时间: 2014
• 作者: Adrian ASHARI;Darren J. LeClere;Go KAWAMURA;Hiroyuki MUTO;Atsunori MATSUDA
• 通讯作者: Atsunori MATSUDA

Parameters and Underlying Mechanisms Affecting the Morphology of Bifurcating TiO_2 Nanotubes

影响分叉TiO_2纳米管形貌的参数及机制

• 发表时间: 2013
• 作者: Y.Z.Tian;S.Chen;L.J.Zhao;D.Terada;A.Shibata and N.Tsuji;Darren J. LeClere・Adrian Ashari・河村剛・武藤浩行・松田厚範
• 通讯作者: Darren J. LeClere・Adrian Ashari・河村剛・武藤浩行・松田厚範