メソポーラスSnO_2光電極を用いた色素増感太陽電池－SnO_2光電極の酸化物薄膜による表面修飾効果

摘要

我々はSnO_2光電極を用いた色素増感太陽電池の酸化物による表面修飾効果を詳細に検討することを目的として、メソポーラスSnO_2光電極を種々の金属酸化物で表面修飾したSnO_2光電極を用いて色素増感太陽電池を作製した。これらの色素増感太陽電池の性能を調べた結果、ZrO_2等の伝導帯下端準位がSnO_2のそれよりも、負（よりネガティブ）な酸化物半導体による表面修飾で色素増感太陽電池の変換効率が約2倍向上することを見出した。さらに興味あることに、伝導帯下端準位がSnO_2よりも正（よりポジティブ）な酸化物半導体であるBi_2O_3により表面修飾されたSnO_2光電極を用いた色素増感太陽電池の性能が予想に反して著しく向上するという特異な現象を見出した。加えて、これらの表面修飾酸化物の役割を、X線回折（XRD）、紫外可視吸収スペクトル（UV-Vis.）、光捕集効率（LHE）、X線光電子分光（XPS）、電気化学的抵抗解析（EIS）、開放電圧過渡減衰測定（OCVD）、フラットバンド準位測定等の種々の解析手法を用いて総合的に解析したのでここに報告する。