研究室で作製している色素増感太陽電池の写真

地表や海に降り注ぐ太陽光エネルギーは、１時間で人類が１年間に消費するエネルギーを全て賄うことができるほど膨大で、太陽光エネルギーをうまく活用できれば、現在世界的に問題となっている「大気中の二酸化炭素濃度の増大」や「地球の温暖化」は、あっという間に解決できるかもしれません。この太陽光のエネルギーを汎用な電気エネルギーに変換するデバイスが太陽電池であり、広く普及が進みつつあります。しかし、現在の太陽電池は製造に大量の電気エネルギーを必要とするため、そのエネルギーの回収には、製造した太陽電池で数年以上も太陽光発電を行う必要があります。このために、より低エネルギーで製造が可能な太陽電池の開発が進められており、次世代の太陽電池として有望視されているのが「色素増感太陽電池」です。
　色素増感太陽電池は、太陽光を吸収する有機色素と、色素が吸収した光エネルギーを電気に変える無機化合物とのハイブリッドデバイスです。私たちの研究室では、有機化合物とも無機化合物とも強い結合を作ることができるケイ素の性質に着目し、有機ケイ素色素によって色素増感太陽電池の高効率・高耐久化を達成するべく、研究を進めています。

教授 花屋 実 HANAYA minoru
研究キーワード 色素増感太陽電池，無機-有機複合材料，無機材料，薄膜，ガラス
研究分野 機能物性化学無機材料化学
主な研究テーマ
  • シランカップリング剤を用いた色素増感太陽電池の開発研究
  • ナノ構造制御に基づく固体材料の開発および電磁気・熱物性の解析
研究概要

物質は，サイズがnmオーダーの非常に小さい領域では，融点の低下や新しい構造の出現など，通常とは異なる性質を示す。したがって，物質サイズをナノスケールで制御することにより，物性を自在にコントロールしうる可能性がある。そこで，ナノスケール構造制御に基づく新たな無機機能材料の開発を目指し，磁性体や誘電体のナノ結晶性薄膜，イオン伝導ガラスについて，研究を行っている。さらに，シランカップリング剤を用いた無機-有機複合材料開発の一環として，色素増感太陽電池の開発へと研究を展開している。
提供できる技術 ・応用分野
  • 無機酸化物のシランカップリング剤を用いた表面修飾による機能化
  • 材料の熱物性・誘電物性解析
主要な所属学会

日本化学会，日本熱測定学会，日本セラミックス協会，日本ケイ素化学協会，光化学協会
論文
  • Highly-efficient dye-sensitized solar cells with collaborative sensitization by silyl-anchor and carboxy-anchor dyes, Chem. Commun., 51, 15894-15897, (2015)
  • Achievement of over 1.4 V photovoltage in a dye-sensitized solar cell by the application of a silyl-anchor coumarin dye, Sci. Rep., 6, 35888, (2016)
  • Formation of Ba1−xCaxTiO3 solid solutions beyond the solubility limit by ‘sputter-anneal’ method, Thermochim. Acta, 679, 178339 (2019)
最終更新日：