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J-GLOBAL ID：201202230908050765   整理番号：12A1486318

逆バイアスの色素増感太陽電池と色素/電解質劣化機構の電気化学

Electrochemistry in Reverse Biased Dye Solar Cells and Dye/Electrolyte Degradation Mechanisms

著者 (8件)： MASTROIANNI Simone (Univ. Rome Tor Vergata, Rome, ITA) ,  LEMBO Angelo (Dyepower Consortium, Rome, ITA) ,  BROWN Thomas M. (Univ. Rome Tor Vergata, Rome, ITA) ,  BROWN Thomas M. (Dyepower Consortium, Rome, ITA) ,  REALE Andrea (Univ. Rome Tor Vergata, Rome, ITA) ,  REALE Andrea (Dyepower Consortium, Rome, ITA) ,  DI CARLO Aldo (Univ. Rome Tor Vergata, Rome, ITA) ,  DI CARLO Aldo (Dyepower Consortium, Rome, ITA)
資料名： ChemPhysChem  (ChemPhysChem)
巻： 13  号： 12  ページ： 2964-2975  発行年： 2012年08月27日 
JST資料番号： W1265A  ISSN： 1439-4235  CODEN： CPCHFT  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： ドイツ (DEU)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 色素増感太陽電池(DSCs)の逆バイアス作用と劣化機構を研究した。逆バイアス範囲のI-V曲線における電池成分の依存性を調べた結果,シリコン太陽電池と異なり,DSCsではI-V曲線は低い逆バイアス(<1V)で始まり,大量の電流(>1mA/cm)が素子を通過することを示している。この大量の電流が流れだすしきい値電圧(V_th)は透明導電酸化物(TCO)/TiO₂表面に吸着した色素分子,特にチオシアン酸塩/シアニド配位子と色素酸化電位の影響を強く受けていることがわかった。DSCの逆バイアスが長くなるとI-V曲線はより高い逆電圧の方へシフトした。その範囲は適用電圧とストレスの持続時間の両方に依存している。0.4Vの固定電圧で740時間逆バイアスストレスが続くとI-V曲線のシフトは50mVの小さい値になった。0.6Vではさらに大きくなり(200mV),その短絡電流I_SCに等しくなった。逆バイアス下の電荷移動過程の劣化は2つの効果,1)電解質中の三ヨウ化物の劣化と,2)色素分子の不可逆的部分酸化によるものであり,特にSCN^-配位子によるヨウ素/ヨウ化物と色素間の錯体形成の可能性が高い。さらに電解液中の水分子とヨウ素の反応がH⁺の生成に加えて,逆バイアス中の[I₃^-]の減少を起こすことが実証された。DSCの内側の[I₃^-]の減少によって逆バイアス電池は拡散制限電流状態で作動することがわかっている。その結果,電池の逆バイアス電位は時間と共に増大していく。電気化学インピーダンス分光法(EIS)によって,対電極(CE)の過電圧は水素が発生できるほど十分に高くなることがわかった。

シソーラス用語： *ルテニウム錯体 ,  *窒素複素環化合物 ,  *ジカルボン酸 ,  *ポリカルボン酸 ,  シアノ錯体 ,  チオシアン酸塩 ,  *太陽電池 ,  *劣化 ,  *バイアス ,  電流電圧特性 ,  電流密度 ,  電圧 ,  閾値 ,  酸化還元電位 ,  電荷移動 ,  *三ヨウ化物 ,  部分酸化 ,  錯体生成
準シソーラス用語： *トリカルボン酸 ,  *逆バイアス ,  *色素増感太陽電池

分類 (4件)： 光化学一般  (CB08010U) ,  白金族元素の錯体  (CE01100E) ,  光伝導,光起電力  (BM03050J) ,  太陽電池  (NC03084O)

物質索引 (3件)： 2,2′:6′,2′′-テルピリジン-4,4′,4′′-トリカルボン酸 ,  2,2′-ビピリジン-4,4′-ジカルボン酸 ,  4,4′-ジノニル-2,2′-ビピリジン

タイトルに関連する用語 (5件)： バイアス ,  色素増感太陽電池 ,  色素 ,  電解質 ,  電気化学