効率的なN3系色素増感型太陽電池(DSSC)のためのCdSナノ粒子装飾TiO<sub>2</sub>マトリックスの合成とキャラクタリゼーション

Bhattacharya Sayantani; Pal Arunava; Jana Atanu; Datta Jayati

文献

J-GLOBAL ID：201702284380664690 整理番号：17A0079696

効率的なN3系色素増感型太陽電池(DSSC)のためのCdSナノ粒子装飾TiO₂マトリックスの合成とキャラクタリゼーション

Synthesis and characterization of CdS nanoparticles decorated TiO2 matrix for an efficient N3 based dye sensitized solar cell (DSSC)

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巻： 27 号： 12 ページ： 12438-12445 発行年： 2016年12月
JST資料番号： W0003A ISSN： 0957-4522 CODEN： JMTSAS 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)

従来の色素増感型太陽電池(DSSC)は,ほとんど光エネルギー捕集剤として作用する吸収体色素分子によって増感されたチタニアマトリックスから構成される。ここでは,N3色素増感剤を用いたDSSCシステムのためのCdS-TiO₂複合体マトリックスについて述べる。TiO₂ナノ粒子(NP)をFTOガラス基板上に貼り付け,前駆体酢酸カドミウム及びチオ尿素を用いた化学浴堆積技術によって,CdS薄膜をチタニアマトリックス上に被覆した。CdS-TiO₂複合体の微分吸収スペクトルから,それぞれ,3.59及び2.47eV領域のバンドギャップエネルギーに対応する約345-500nmの鋭い吸収端が分る。これは,TiO₂とCdS両方のナノ結晶の存在に対する2つの識別可能なエネルギー領域の形成を示唆する。Raman帯のシフトが,TiO₂マトリックス中へのCdS組み込みによって観察された。XRDデータから,結晶性CdSナノ粒子の形成を確認する。FE-SEM画像から,TiO₂粒子は,20-30nm範囲の直径を持つ球状で単分散であり,平均粒子サイズが10-15nmのCdSNPが埋め込まれていることが明らかになった。30mW cm^-2の光強度下で,N3吸収体色素とI^-/I^3-電解質を用いたJ-V測定による短絡電流を記録することによって,合成膜の光起電力挙動に関する性能特性を研究した。DSSCシステムにおける何も装飾しないTiO₂と比較して,CdS装飾TiO₂マトリックスでは,効果的な効率増加が観察され,最適化色素充填によって,7.5%の最大光変換効率が得られた。インピーダンス分光測定から,デバイスの界面電子注入及び再結合動力学に関する重要な情報が得られる。入射光子対電流変換効率の測定から,吸収体CdS及びN3色素の両方が,電池性能に寄与することが分る。Copyright 2016 Springer Science+Business Media New York Translated from English into Japanese by JST.

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太陽電池

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効率的なN3系色素増感型太陽電池(DSSC)のためのCdSナノ粒子装飾TiO2マトリックスの合成とキャラクタリゼーション

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