JP2012150965A - カーボンナノチューブ電極用構造体の製造方法、カーボンナノチューブ電極の製造方法、色素増感太陽電池の製造方法およびカーボンナノチューブ電極用構造体 - Google Patents
カーボンナノチューブ電極用構造体の製造方法、カーボンナノチューブ電極の製造方法、色素増感太陽電池の製造方法およびカーボンナノチューブ電極用構造体 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】基板2の一面2a上に、カーボンナノチューブ膜5を形成する際に触媒として作用する金属触媒粒子3を付着させる付着工程を含むカーボンナノチューブ電極用構造体9の製造方法において、付着工程は、金属触媒粒子3およびセラミック粒子4を分散させた溶媒6中に基板2を浸漬させて、溶媒6に超音波振動を印加することを含むことを特徴とするカーボンナノチューブ電極用構造体の製造方法。
【選択図】図4
Description
まず対極20の製造方法について説明する。
はじめに図3に示すように基板2を準備する。
一方、図4に示すように、容器7を準備する。そして、容器7に溶媒6を注入し、続いて、溶媒6中に金属触媒粒子3及びセラミック粒子4を投入して分散させる。
こうしてカーボンナノチューブ電極用構造体9を得た後は、カーボンナノチューブ電極用構造体9の金属触媒粒子3の上にカーボンナノチューブ膜5を形成する(図2参照)。
作用極10は、透明基板60の上に透明導電膜70を形成して積層体を形成した後、積層体の透明導電膜70上に、多孔質酸化物半導体層80を形成することにより得ることができる。多孔質酸化物半導体層80には光増感色素を担持させる。
次に、作用極10に封止部40を形成する。そして、封止部40の内側に電解質30を印刷又は注入する。そして、対極20を作用極10に重ね合せ、封止部40を例えば加熱溶融することにより作用極10と対極20とを連結させて、電解質50を封止する。こうして色素増感太陽電池100が得られる。
まず平均粒径20nmのニッケルからなる金属触媒粒子と、平均粒径50nmのアルミナからなるセラミック粒子を用意した。
超音波振動の印加時間を15分とし、超音波振動子の周波数を140kHzとしたこと以外は実施例1と同様にして4個の色素増感太陽電池を作製した。
セラミック粒子の平均粒径を金属触媒粒子の平均粒径と同一にしたこと以外は実施例1と同様にして4個の色素増感太陽電池を作製した。
セラミック粒子の平均粒径を500nm、金属触媒粒子の平均粒径を50nmとしたこと以外は実施例1と同様にして4個の色素増感太陽電池を作製した。
溶媒中のセラミック粒子の濃度を2×1011個/lとし、溶媒中の金属触媒粒子の濃度を1×1014個/lとしたこと以外は実施例1と同様にして4個の色素増感太陽電池を作製した。
超音波振動子の出力を65Wとしたこと以外は実施例1と同様にして4個の色素増感太陽電池を作製した。
基板をチタンからアルミニウムに変更したこと以外は実施例1と同様にして4個の色素増感太陽電池を作製した。
基板をチタンから、ガラス基板及びFTOの積層体に変更したこと以外は実施例1と同様にして4個の色素増感太陽電池を作製した。
まずMoおよびCoの酢酸塩を溶解したエタノール溶液を準備した。
(光電変換効率のバラツキ)
上記のようにして得られた実施例1〜8及び比較例1の色素増感太陽電池をそれぞれ4個作製し、これらの色素増感太陽電池について、ソーラーシミュレータによって1.5AM、100mW/cm2の放射輝度の条件下で光電変換効率を測定し、光電変換効率のバラツキを下記式:
光電変換効率のバラツキ[%]=最大の光電変換効率−最小の光電変換効率
に基づいて算出した。結果を表1に示す。
2a…一面
3…金属触媒粒子
4…セラミック粒子
5…カーボンナノチューブ膜
6…溶媒
9…カーボンナノチューブ電極用構造体
10…作用極
20…対極
30…電解質
40…封止部
100…色素増感太陽電池
Claims (6)
- 基板の一面上に、カーボンナノチューブ膜を形成する際に触媒として作用する金属触媒粒子を付着させる付着工程を含むカーボンナノチューブ電極用構造体の製造方法において、
前記付着工程は、前記金属触媒粒子およびセラミック粒子を分散させた溶媒中に前記基板を浸漬させて、前記溶媒に超音波振動を印加することを含むことを特徴とするカーボンナノチューブ電極用構造体の製造方法。 - 前記セラミック粒子の平均粒径が、前記金属触媒粒子の平均粒径よりも大きい、請求項1に記載のカーボンナノチューブ電極用構造体の製造方法。
- 前記基板が金属基板である、請求項1又は2に記載のカーボンナノチューブ電極用構造体の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブ電極用構造体の製造方法により得られるカーボンナノチューブ電極用構造体の前記金属触媒粒子の上にカーボンナノチューブを成長させて、前記基板上にカーボンナノチューブ膜を形成する成膜工程を含む、カーボンナノチューブ電極の製造方法。
- 作用極と、対極と、前記作用極および前記対極を連結する封止部と、前記作用極、前記対極及び前記封止部によって包囲される電解質とを備える色素増感太陽電池の製造方法において、
前記対極を製造する対極製造工程を含み、
前記対極製造工程が、請求項4に記載のカーボンナノチューブ電極の製造方法により行われることを特徴とする色素増感太陽電池の製造方法。 - 基板と、
前記基板上に設けられる金属触媒粒子と、
前記基板上に設けられるセラミック粒子と、
を備えるカーボンナノチューブ電極用構造体。
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