Title
自己組織化電析を利用した色素増感型太陽電池の作製( はし
がき )
Author(s)
箕浦, 秀樹
Report No.
平成13年度-平成14年度年度科学研究費補助金 (基盤研究
(B)(2) 課題番号13555236) 研究成果報告書
Issue Date
2002
Type
研究報告書
Version
URL
http://hdl.handle.net/20.500.12099/606
※この資料の著作権は、各資料の著者・学協会・出版社等に帰属します。拝じめに
色素増感太陽竜池が次直代太陽電池の二本命とまで言われる痍になってきたが､
ニ▼シリコン太陽電池など従来型の太陽包池に直き換わ
らセ∴塵外使用も含めた発
電用装置としての地位を占めるためにほ､15%軽度までへの変換効率の向上､
固体化Rolltヰroll方式などゐ確立による低コズ
ト化など検討すべき諌掛ま多
し)こ1我々は､色素増感太陽電池が本質的に有する庵徴を生かして､
従来型の太
陽電池とiま言わばi`棲み分け▼る"かたちの太陽電池壷作製する七と■が､それを
有効に生かすことになると考えている｡その時敵のひとつは､デバイス作製の低温化が可能である点である｡ここのこ
とは､､低環境負荷型プロセッシングの採用を可能にし､製造コストの低減化に′繋がるメリ■ヅトを派生させるが､さらに重要なことは､プラスチック基板を用
いたウィルム型太陽電池の作製を可能とし得ることであろう■｡色素増感太陽電
池由のメソボー■うス金属酸化物(主に酸化チタン)層ゐ作製は､それら一のコロ
イドを銅製し､それを透明導電性ガラス上ヒ塗布して､⊥約4血℃たて焼成するこ
とによって行なわれてきた
｡焼成は粒子同士のネッキングや基板との由着性を
改善するために欠か
せず､したがって耐熱温度か低いプラスチック基板の使用
を不可能にしているのである｡プラスチック化たは､基板ぺの固着性に優れ､
電子のズムーズな拡散移動を可能とするメソポーラス金属酸化物層を熱処理無
しで形成する必要がある｡我々は本研究に先立つ研究において､電気イヒ学反応をうまく利用すれば､電
新法によっセatombyatom機構により化合物半重体の製膜が可能となること､
浴中への適当な添加物によりポーラス構造を形成し宿ることなどを明らかにし
てきた｡ 本研究ではこれらの研究成果に基づき､酸化亜鉛の電析浴中に色素を添加する羊とによって､ポーラス構造を有する酸化亜鉛/色素ハイブリッド薄膜を作製 し､色素増感太陽電池用光電極を作製するてとを目的として詳細な検討を行な った｡ その結果､アンカー基にスルフォン酸基やカルポキシル基等を有するいくつ かのキサンテン系､クマリン系､ペリレン系､シアニン系､オキソノール系､ フタロシアニン系等の色素を用いたところ､色素が担持された多孔性の酸化亜 鉛薄膜が析出されること､それらの色素による増感光電流が観察されることが わかった｡とりわけ､キサンテン系色素であるエオシンYを用いた場合には､ 電解電位の制御により､ナノメートルサイズの微粒子とボアから成るスポンジ 状の酸化亜鉛結晶が得られること､しかもそれらは全体として単結晶であるこ と､さらにエオシンY分子はその酸化亜鉛結晶の表面上に吸着しており､電解 液のアクセスが十分可能であることなど､色素増感太陽電池用光電極材料とし て理想的な微細構造を有するものであることが明らかになった｡実際に､光電 気化学的特性を見積もったところ､極めて高い光電流量子効率を示すことが確
