JPS6130728B2 - - Google Patents

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JPS6130728B2
JPS6130728B2 JP53128522A JP12852278A JPS6130728B2 JP S6130728 B2 JPS6130728 B2 JP S6130728B2 JP 53128522 A JP53128522 A JP 53128522A JP 12852278 A JP12852278 A JP 12852278A JP S6130728 B2 JPS6130728 B2 JP S6130728B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
aqueous solution
electrode
ipam
polymolybdate
Prior art date
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Expired
Application number
JP53128522A
Other languages
English (en)
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JPS5555603A (en
Inventor
Tsuneo Ikawa
Toshihiro Yamase
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Toatsu Chemicals Inc filed Critical Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority to JP12852278A priority Critical patent/JPS5555603A/ja
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Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/16Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/20Two collinear substantially straight active elements; Substantially straight single active elements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542Dye sensitized solar cells

Landscapes

  • Hybrid Cells (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液体を使用して光エネルギを電気エ
ネルギに変える湿式光電変換装置、とくに光電池
に好適な光電変換装置に係る。
従来、湿式光電池が種々知られているが、いず
れもエネルギの変換効率が著しく小さく、また耐
久性ならびに経済性の点で様々な欠点があつた。
本発明は、主として、エネルギの変換効率を大巾
に向上すると共に、耐久性を改善し、かつ経済的
にも実用可能な湿式光電池を提供するために開発
されたものである。
まず、本発明の湿式光電池の概略説明を第1図
にもとづき説明すると、1は透明なガラスなどか
らなる液体用の容器、2はこの容器内に満たされ
る液体で、この液体は水にポリモリブデン酸アル
キルアンモニウム塩などを溶かしたものである。
言い換えると、液体2はポリモリブデン酸イオン
を含む水溶液である。3は容器1内の液体2にし
ずめられる大きな板状の電極で、この電極は白金
などからなる。4は容器1の開口縁に配置される
対極電極で、この対極電極は液体2にひたされ
る。5は容器1の底面外に配される光学フイルタ
で、このフイルタは必要に応じ配置されなくても
良い。
上記の如く構成される本発明は、容器1の底壁
6下方から、すなわち板状の電極3に直角に光7
を、液体2の薄層を介在してあてると、対になる
板状の電極3と対極電極4との間に電流が発生す
る。
なお、板状の電極3と底壁6との間に存在する
水溶液の厚みは小さいほど望ましく、また対極電
極4が光7に露呈されていないことが望ましいこ
とは勿論である。
以上のようになる本発明は、ポリモリブデン酸
イオンを含む水溶液に、板状の電極と対極電極と
を浸し、上記板状の電極に上記水溶液を介在して
光をあてると、対になる板状の電極と対極電極と
の間に電流が発生することを見い出したことにも
とづく光電変換装置で、とくに光エネルギから電
気エネルギへの変換効率が、従来のもの、例えば
色素(例えばチオニン色素)と還元剤(例えば
FeSO4)の2成分系の場合(文献T.Sakata、Y.
Suda、J.Tanaka、and H.Tsubomura、J.Phys.
Chem.81、537−542(1977))に比べて、同一光
源を用いたとき約10〜30倍と著しく大きいことか
ら、湿式光電池として好適なものである。
また、後記するように、光のうち、とくに紫外
線に対して、変換効率が優れていることから、光
検知器とくに紫外線センサとしても好適である。
ここで、ポリモリブデン酸イオンの光電気化学
特性の実験結果を詳細に説明する。
ポリモリブデン酸イオンの光電気化学特性 (1) 無色のポリモリブデン酸アルキルアンモニウ
ム塩は、固体、水溶液の状態で紫外線(UV)
(λ400nm)照射により、Mo5+に還元され定
常状態においてこれらはそれぞれ400〜500n
m、600〜750nmに吸収をもつて発生する。(1) さらに、固体状態でMo6+→Mo5+の過程は分
子内の1つのOh siteのMo=OC−T励起によ
つて引き起こされた、NH+あるいはH2Oから
Mo−Oへのプロトン移動(Proton transfer)
を含むことが、単結晶を用いたESRの研究か
ら指摘されてきた。(2)水溶液においてこの種の
ポリモリブデン酸イオンは、光ガルバニ効果を
示すことが見い出され、flash光分解等でえら
れた水溶液中での光還元に関する知見と合わせ
て、光電気化学挙動を検討することを目的とし
た。
(2) ポリモリブデン酸アルキルアンモニウム塩と
しては、Hexabis(isopropyl−ammonium)
Heptamolybdate trihydrate(IPAMと略す)
を既報(1)に従つて合成し、構造はX線結晶解析
によつた。電解質としては、通常1M NaClO4
を用いH2SO4、NaOHを滴下することによりPH
調整を行つた。光源は、500W−Xe−lampある
いは500W−Hg−lampを用い、ガラスフイル
ターまたは、分光器との組合わせにより単色光
あるいはUV光をとり出した。照射光は電極に
垂直に電解セル底面を通して照射され、試料を
窒素ガス通気(N2purge)することにより、酸
素の影響をとり除いた。電極としては、20mm2
円板状Pt電極を用い濃硝酸に約10分浸漬後十分
水で洗滌後、1M NaClO4を含む水溶液でサイ
クリツクボルタメトリー(cyclic
voltametry)を行い、一定の波形がえられた後
測定した。電流−電圧曲線は通常のポテンシオ
スタツト(potentiostat)法によつた。
(3) 第2図に1M NaClO4、0.014M IPAMを含む
試料液の印加電圧(USCE)に対する暗電流、
光電流の変化が示されている。USCE=−0.3V
で光アノード電流はほとんど消失し、USCE
増加(U0.9V)と共に光電流は増加する。
光電流の時間変化に関しては、ほぼ光照射後2
分以内で定常値に達した。光照射後の光電流の
減衰は光強度に強く依存し、光強度の増加と共
にアノード電極付近に730nmに吸収極大をも
つ青色還元種(blue species)が生成され、光
電流の暗減衰速度は小さくなる。IPAMの代わ
りに(NH46Mo7O24・4H2Oを用いた場合光電
流はほとんど観測されなかつた。光電流の励起
スペクトル(action spectrum)とポリモリブ
デン酸イオンの吸収スペクトルを第3図に示し
た。アノード、カソード共に、Pt電極を用いて
短絡−光アノード電流(ish)を、開放光起電
力(VOC)をSCEに対してそれぞれ求めたと
き、PH6でish、VOCいづれもIPAM濃度の増加
と共に増加し、0.085M以上の濃度でほぼ一定
値(ish〓4.8μA/cm2、VOC〓−0.29VVS
SCE、(暗所での平衡電位は+0.25VS SCE))
を与えた。窒素ガス通気(N2Purge)の代わり
に酸素ガス通気(O2Purge)した場合ish、VO
共に減少した。ishのほぼ1次の光強度依存性
から電極への電子移動は一電子過程と考えられ
た。IPAMは水溶液中でMo8O26 4-〓〓Mo7O24 6-
〓〓MoO4 2-の平衡があるものと考えられ、光
還元はMo7O24 6-のMo−八面体中心(center
(Oh))で起こることがわかつている。そこで
光ガルバニ効果を示すイオン種(Species)を
調べるため第4図に暗所での平衡電位に対する
光定常状態での光起電力(ΔV)OCのPH依存
性、光アノード電流ishのNa2MoO4濃度依存性
をそれぞれ示す。MoO4 2-が加えられない系に
おいては(ΔV)OCはPH6にその極大値を示し
PH>6では急激に減少する。一方MoO4 2-を加
えた系においてishはPH7を与える
〔Na2MoO4〕/〔IPAM〕=5.8で極大値を示す。
水溶液中におけるblue speciesに対応する
Mo5+生成の量子収率はIPAMの濃度と共に増加
(0.03→0.70)しPH6で極大値を示し、MoO4 2-
の添加においては〔NaMoO4〕/〔IPAM〕=6
(PH7)のとき極大値0.86を示す事とishのアク
シヨンスペクトルとIPAMの吸収スペクトルと
の対応性とを考え合わせてポリモリブデン酸イ
オンの光ガルバニ効果はMo7O24 6-の光吸収に
依つて生じたMo5+からの電子放出による事が
明らかとなつた。すでにflash光分解の結果か
ら、IPAMの光還元過程は、少なくともI(光
吸収極大波長λMax<400nm)、(λMax〓
500nm)、(λMax〓730nm)の3種の還元
体からなる (k=8.1×10/Sec−1k=1.5×
10−1/Sec−1) (kは反応速度定数)ことが知られている。最
終生成物であるの電極近傍での蓄積は、ish、
OCの不可逆性をもたらすことから、による放
電の可能性は除外されたが、orのいづれがア
ノード電流に関与するのか現在不明である。又、
いづれもIrCl6によつてMo6+に酸化される
事が見い出され、この酸化剤の存在下で少なくと
も2時間の光照射中の生成が抑制され、ほとん
ど一定値のish〓1.2μA(0.014M IPAM、1M
NaClO4)がえられた。
(1) T.Yamase and T.Ikawa.Bull.Chem.Soc.
Japan.50、746(1977) (2) T.Yamase.J.Chem.Soc.Dalton 283
(1978)
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す概略的な断面
図、第2図は試料液の印加電圧に対する暗電流、
光電流の変化を示すグラフ図、第3図は光電流の
アクシヨンスペクトラムとポリモリブデン酸イオ
ンの吸収スペクトルを示すグラフ図、第4図は光
ガルバニ効果の特性を示すグラフである。 1:容器、2:液体、3:板状の電極、4:対
極電極、7:光。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ポリモリブデン酸イオンを含む水溶液に、少
    なくとも一方が板状になる一対の電極を浸して、
    上記板状の電極に上記水溶液を介在して光を照射
    し、上記一対の電極間に電流を発生するようにし
    たことを特徴とする湿式光電変換装置。
JP12852278A 1978-10-20 1978-10-20 Photo electric converter of wet type Granted JPS5555603A (en)

Priority Applications (1)

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JP12852278A JPS5555603A (en) 1978-10-20 1978-10-20 Photo electric converter of wet type

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JP12852278A JPS5555603A (en) 1978-10-20 1978-10-20 Photo electric converter of wet type

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Publication Number Publication Date
JPS5555603A JPS5555603A (en) 1980-04-23
JPS6130728B2 true JPS6130728B2 (ja) 1986-07-15

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ID=14986815

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JP12852278A Granted JPS5555603A (en) 1978-10-20 1978-10-20 Photo electric converter of wet type

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JPS5555603A (en) 1980-04-23

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