超低コスト型色素増感太陽電池 非白金対極を使用 色素増感太陽電池 Dye-sensitized solar cells (DSSCs) 色素による光吸収、電解質溶液の酸化還元反応を利用した太陽電池です。 有機物を使用しているため、低コスト型の太陽電池です。 酸化物半導体 (ex)酸化チタンTiO2 色素 I3- I- 導電性触媒対極 (ex)白金Pt 電解質溶液 e- 透明導電基板 (ex)ITO, FTO 1. 色素の励起による電子放出 2. TiO2の伝導帯へ電子注入 3. 回路を流れ対極へ 4. 電解質溶液の酸化還元反応 を介して色素へ 5. 色素が基底状態に戻る 【発電メカニズム】 ・高触媒能 ・高導電性 ・高安定性 対極に求められる性能 ～問題点～ レアメタルで高価 製膜に真空装置が必要 低コスト 低環境負荷 フレキシブル化容易 利点 安価なPt代替材料 低コストな製膜方法 交互積層法 Layer-by-Layer self-assembly (LbL) プラスのイオンが存在する水溶液とマイナスのイオンが存在する水溶液に基材を交互に浸漬することを繰り返すことで、静電相互作用によりイオンが吸着して薄膜を形成していく方法です。 安価な方法 導電性 高分子 高比表面積 炭素材料 安価な材料 rinse 多孔質化 表面積アップ！ 結果 炭素材料の効果 導電性高分子 のみの膜 導電性高分子と 炭素材料混合膜 開放電圧 (V） 短絡電流密度(mA/cm2) フィルファクター 変換効率 (%) 導電性基板のみ 0.47 2.13 0.072 0.073 導電性高分子 0.74 10.7 0.31 2.42 導電性高分子＋炭素材料 0.76 10.8 0.57 4.70 白金 0.65 5.12 1μm 1μm 安価な材料の組み合わせ、 安価な方法で白金と同等の性能を 示すことができました。 炭素材料が 表面積を増加 発電効率が 劇的に向上 研究者名 白鳥世明 お問合せ先 慶應義塾大学 理工学部 物理情報工学科 白鳥研究室 〒222-8522 神奈川県横浜市港北区日吉3丁目14-1 TEL/FAX : 045-566-1602 E-mail : shiratori@appi.keio.ac.jp