科学のおもしろさの中から省エネを考えよう！

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1 科学のおもしろさの中から省エネを考えよう！
色素増感太陽電池 ～搭載型模型自動車の高速走行～ 兒玉明典　曽根均　木村聡史　川村康文　　　

2 色素増感太陽電池とは 1991 年にスイスのグレッツェル教授らが提案した太陽電池。
現在主流のシリコン型太陽電池に代わる新しい太陽電池として期待。 シリコン型とどう違う？ ○材料が安価 製造コストが約3分の1から5分の1 ○作製方法が容易 ○材料に有毒な物質を含まない ○作製段階で二酸化炭素を排出しない ×変換効率が低い（理論的には同等以上） ×寿命が短い

3 原理 負極 e- e- I－ e- e- I3－ 正極 色素中の電子が励起し、二酸化チタン→電気伝導膜へと受け渡される。
黒鉛がヨウ素液を還元する。 電子の励起によってホールが生じる。 励起した電子は負極へ移動する。 このホールによってヨウ素液は酸化される。 ガラス基板 色素 負極 電気導電膜 e- e- 二酸化チタン h+ h+ I－ e- e- I3－ 　　　ヨウ素液 黒鉛 正極

4 二酸化チタン役割 色素の役割 ・ 焼き固めて多孔質化させることによって、表面積が見かけの1000倍以上になる （ ） ・
（　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　）　 ・ 光（紫外線）を当てると強い還元力を示す 色素の役割 ・ 吸着した色素が二酸化チタンのエネルギー吸収を補う 二酸化チタンの電子の励起に必要な波長域 色素がこの辺りの光のエネルギーを吸収

5 作製手順 （１班８セル作ってもらいます） 負極 ①電気伝導性ガラスの伝導面に二酸化チタン（ SP210）を塗る 端っこを３㎜くらい残す
　　　　　　　　　　 　　　　　　↑爪を立てたら、引っかかる感じがする方の面 端っこを３㎜くらい残す

6 ②ホットプレート（５００℃）で二酸化チタンを焼き固める
ポイント 急に真ん中に置くと割れてしまうこともあるので、端に置いて徐々に真ん中へ移動させる 一度茶色くなってまた白くなる！

7 ③ガラスが冷えたら、ハイビスカスティー（←すごく濃くする）に漬けて
20～30分ほど染める

8 染めている間に・・・ 正極 ④電気伝導性ガラスの伝導面を6Bの鉛筆で塗る 端っこを３㎜くらい残す

9 １個完成！ ⑤二酸化チタンを塗った面と鉛筆を塗った面の間にヨウ素液を封入する 黒クリップで固定
それぞれのガラス板の何もぬっていない部分が両側に飛び出るようにずらして重ね合わせる １個完成！

10 ⑥銀クリップで４個直列を２つ作り、 車に乗せ、 ２つを並列につなぐ ハロゲンランプを照射して下さい ハヤイネ