本研究の要点は,(1)ナノポア構造に似たナノカーボン材の全表面への3次元ナノコーティングと,(2)それを用いた新しい原理に基づくトンネル効果型色素増感太陽電池の可能性を探ることである。主目的は,カーボンナノチューブ等のナノカーボンを用いたトンネル効果型色素増感太陽電池の実現可能性を探索することである。具体的には次の内容を明らかにする。
(1)個々のナノカーボンの表面へ薄膜コーティングが可能かどうか。ナノカーボンと薄膜の接合状態。
(2)提案する太陽電池を高効率で駆動できる色素と色素保持層の選択に関する知見を収集するとともに,色素からの光励起電子注入機構を追究する。
本年度の具体的項目として以下の実験を行った。
(i)ナノカーボン合成【triple bond】カーボンナノホーン(低圧アーク法)の合成。カーボンナノツイストおよびカーボンナノコイル(多元触媒CVD法)の合成。ナノカーボンへの金属触媒担持。
(ii)ナノコーティング【triple bond】反応性真空アークイオンプレーティング法を用いて3次元のナノ形状を呈するナノカーボンの表面全体にワイドバンドギャップ半導体薄膜(TiO2,ZnOなど)を形成する。
(iii)ナノカーボン色素増感太陽電池セルの試作と適用性評価
以上の結果,(i)と(iii)の結果から,カーボンナノチューブの陰極への適用については困難であることが分かったが,陽極への適用可能性が見出された。また,現在の技術では(ii)の実現は困難であった。