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J-GLOBAL ID：201602284383597125   整理番号：16A0624316

フェリシアン化物/フェロシアン化物酸化還元電解質に基づいて開路光電圧が0.8Vに達する半導体量子ドット増感太陽電池

Semiconductor Quantum Dot Sensitized Solar Cells Based on Ferricyanide/Ferrocyanide Redox Electrolyte Reaching an Open Circuit Photovoltage of 0.8 V

著者 (7件)： EVANGELISTA Rosemarie M. (RMIT Univ., Victoria, AUS) ,  MAKUTA Satoshi (RMIT Univ., Victoria, AUS) ,  YONEZU Shota (RMIT Univ., Victoria, AUS) ,  ANDREWS John (RMIT Univ., Victoria, AUS) ,  TACHIBANA Yasuhiro (RMIT Univ., Victoria, AUS) ,  TACHIBANA Yasuhiro (Osaka Univ., Osaka, JPN) ,  TACHIBANA Yasuhiro (JST-PRESTO, Saitama, JPN)
資料名： ACS Applied Materials & Interfaces  (ACS Applied Materials & Interfaces)
巻： 8  号： 22  ページ： 13957-13965  発行年： 2016年06月08日 
JST資料番号： W2329A  ISSN： 1944-8244  CODEN： AAMICK  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本論文において,筆者らは,フェリシアン化物/フェロシアン化物[Fe(CN)₆^X(X=3-/4-)]電解質の電荷輸送と運動論の考察によって,量子ドット増感太陽電池(QDSSC)の性能最適化を実証した。厚さ25μmのポリエチレンスペーサを用いて,CdSで増感したTiO₂薄膜の作用電極とフッ素をドープした酸化スズ(FTO)基板にPtを被覆した対極を,Fe(CN)₆^X(X=3-/4-)酸化還元対と結合した太陽電池を組み立てた。比較のための電解質として,0.6Vまでの低い開路光電圧(V_oc)にとどまることになるもののQDSSCで典型的な多硫化物(Sx^2-/S^2-)を使用した。水和多硫化物電解質と水和Fe(CN)₆^X(X=3-/4-)電解質の酸化還元電位は,Ag/AgCl基準電極に対して夫々-0.65Vと+0.25Vで溶液pHに依らない。一方,同じ基準電極に対するTiO₂の伝導帯のバンド端の位置は,溶液pHに依存して-0.2-(0.06xpH)Vと算出でき,pH=12.5の多硫化物溶液中では-0.95V,pH=7のFe(CN)₆^X(X=3-/4-)溶液中では-0.62Vとなる。またCdS QDの伝導帯のバンド端については夫々の場合で-1.22Vと-1.13V,そのバンドギャップは2.83eVと計算できた。このことは,TiO₂の伝導帯のバンド端と多硫化物酸化還元電位とのポテンシャル差が0.3eVで,Fe(CN)₆^X(X=3-/4-)との場合は0.87eVとなることを示唆しており,後者でのV_ocの改善が期待し得た。酸化体Fe(CN)₆^3-と還元体Fe(CN)₆^4-の濃度を変えて,<500nmに強い吸収光領域を示す光電子変換効率(IPCE),閉路光電流(J_sc),V_oc,フィルファクタ(FF)への影響を調査し,Fe(CN)₆^3-及びFe(CN)₆^4-の最適濃度として夫々0.01M,0.2M,またそこで実現した太陽電池においては,V_oc=0.8V,FF=0.66を得た。

シソーラス用語： *太陽電池 ,  *量子ドット ,  *ヘキサシアノ鉄酸塩 ,  *高分子電解質 ,  酸化還元反応 ,  *硫化カドミウム ,  光起電力 ,  光減衰 ,  光電流 ,  電荷移動 ,  *酸化チタン ,  半導体薄膜 ,  電極 ,  フッ素 ,  ドーピング ,  酸化スズ ,  基板 ,  白金 ,  被覆 ,  *酸化還元電位 ,  基準電極 ,  伝導バンド ,  pH依存性 ,  バンドギャップ ,  電圧 ,  効率 ,  電流密度 ,  電流電圧特性
準シソーラス用語： 半導体量子ドット ,  *量子ドット増感太陽電池 ,  フェリシアン化物 ,  フェロシアン化物 ,  酸化還元対 ,  作用電極 ,  バンド端 ,  開放電圧 ,  光電子変換効率

分類 (1件)： 太陽電池  (NC03084O)

タイトルに関連する用語 (6件)： フェリシアン化物 ,  フェロシアン化物 ,  酸化還元 ,  電解質 ,  開路 ,  量子ドット増感太陽電池