実用化迫る色素増感太陽電池：色素増感酸化チタン太陽電池の動作機構と変換効率

摘要

超高純度のシリコン単結晶は，その電子拡散係数が桁外れに大きいために電子拡散長（電子寿命と拡散係数の積の平方根で求められる）が1mmに達する．シリコン太陽電池の優れた光電変換効率は，この超高純度のシリコン結晶膜を，優れた電子伝導体（傾斜多層構造n型シリコン層）と優れたホール伝導体（p型シリコン層）でサンドイッチした構造によって達成されている．いずれも多層構造構築のInterface Engineering（界面工学），光捕集のOptical Engineering（光学工学）の成果である．一方，色素増感酸化チタン太陽電池(DSC)では，電子伝導性に優れた多孔質酸化チタンとホール伝導体と見なせるヨウ素／ヨウ化物電解質の界面に増感色素を分子ダイオードとして化学的に単分子吸着させることで，色素ダイオード型太陽電池として高い変換効率を与える．DSCの変換効率が簡単な製法で11％に及ぶ変換効率を達成できる理由として，DSCにおける優れたTiO{sub}2電極層の電子拡散長にある．動作機構からの変換効率向上を目指した研究の一端を紹介し，DSC研究におけるInterface Engineeringの重要性を述べる．