色素増感太陽電池の低温焼成技術の開発

次世代の低コスト太陽電池の一つとして近年注目されている色素増感太陽電池は、基板にガラス板もしくはプラスチックフィルムを用いた2つのタイプがあるが、プラスチック基板型はガラス基板型の1/3以下のコストで作成できるため、低コストを特徴とする色素増感太陽電池においてはプラスチック型が本命である。しかし良質なTiO2光電極を製作するには450度から550度程度の高温で焼成する工程が必要不可欠であるが、プラスチック基板の耐熱温度はせいぜい150度しかない。そのためプラスチック基板型では高温焼成ができず、TiO2光電極の特性が著しく落ちてしまうことから、エネルギー変換効率がガラス基板型の半分程度しかないという問題点がある。昨年度は紫外線と大気圧プラズマを併用した低温焼成技術を開発し、150度の焼成条件で従来手法とほぼ等しいエネルギー変換効率をもつ色素増感太陽電池を製作できた。今年度は紫外線照射光量の最適値を突き止め、低温焼成技術をさらに改良した。本年度の研究成果ではまず焼成温度を室温に近い50度まで低下させても、色素増感太陽電池の製作に成功した。また150℃の低温焼成法においては焼成時間を去年度の18時間から3時間まで短縮しても同等の焼成効果を得ることができた。最後に150度焼成時の紫外線照射光量の最適条件下では去年度の1.3倍に当たる電子拡散長10μmを達成した。その他平成27年度において、国際学会2回、国内学会4回の研究発表を行った。

次世代の低コスト太陽電池の一つとして近年注目されている色素増感太陽電池は、基板にガラス板もしくはプラスチックフィルムを用いた2つのタイプがあるが、プラスチック基板型はガラス基板型の1/3以下のコストで作成できるため、低コストを特徴とする色素増感太陽電池においてはプラスチック型が本命である。しかし良質なTiO2光電極を製作するには450度から550度程度の高温で焼成する工程が必要不可欠であるが、プラスチック基板の耐熱温度はせいぜい150度しかない。そのためプラスチック基板型では高温焼成ができず、TiO2光電極の特性が著しく落ちてしまうことから、エネルギー変換効率がガラス基板型の半分程度しかないという問題点がある。昨年度は紫外線と大気圧プラズマを併用した低温焼成技術を開発し、150度の焼成条件で従来手法とほぼ等しいエネルギー変換効率をもつ色素増感太陽電池を製作できた。今年度は紫外線照射光量の最適値を突き止め、低温焼成技術をさらに改良した。本年度の研究成果ではまず焼成温度を室温に近い50度まで低下させても、色素増感太陽電池の製作に成功した。また150℃の低温焼成法においては焼成時間を去年度の18時間から3時間まで短縮しても同等の焼成効果を得ることができた。最後に150度焼成時の紫外線照射光量の最適条件下では去年度の1.3倍に当たる電子拡散長10μmを達成した。その他平成27年度において、国際学会2回、国内学会4回の研究発表を行った。