CONTENTS　１月号

新春特集：色素増感太陽電池における光誘起電子移動とエネルギー変換に関する理論的研究

－第１章
「階層性と連結性」に基づく色素増感太陽電池高性能化に関する理論的研究　・・・・・7
Theoretical Studies on the High-performance Dye-sensitized Solar Cells based on a Concept“Hierarchy and Connectivity”

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　北尾 修

（独）産業技術総合研究所 エネルギー技術研究部門 太陽光エネルギー変換グループ
主任研究員　　

　色素増感太陽電池は，酸化物半導体光電極，増感色素，酸化還元電解質溶液などからなる
複合材料で，シリコン系太陽電池と比較して材料および製造が安価で，かつ匹敵する変換効
率が期待できるので，次世代型太陽電池デバイスとして期待されている。その開発には長年
多くの研究者が取り組み，学術・学会に対する影響も大きく，持続可能な社会システム構築
に向けてその早急の高性能化が待たれている。本企画では理論化学から色素増感太陽電池の
高性能化にどうアプローチしていくのかを特集した。


～目次～
１．色素増感太陽電池の現状と理論化学への期待
２．色素増感太陽電池の作動原理と研究開発の歴史
　２．１　色素増感太陽電池の作動原理
　２．２　ＩＰＣＥ
　２．３　色素増感太陽電池の研究開発の歴史
３．色素増感太陽電池に関する研究開発の最近の進展
　３．１　色素増感太陽電池に関する研究開発の最近の進展
　３．２　高性能チタニア光電極の作製
　３．３　高性能複合系酸化物半導体光電極の開発
　３．４　高性能有機色素の開発
　３．５　高性能金属錯体色素の開発
　３．６　総合性評価・解析基盤研究
４．色素増感太陽電池における電子移動
　４．１　色素増感太陽電池のチタニア表面での電子移動
　４．２　色素増感太陽電池の重要な電子移動と電子移動速度
５．「階層性と連結性」
　５．１　Ｄｉｒａｃの見通しと「階層性と連結性」
　５．２　多自由度系へのアプローチ
　５．３　本企画の構成
　５．４　「階層性と連結性」の化学工学的意義
　５．５　Ｋｅｙのビジョンと色素増感太陽電池高性能化


--------------------------------------------------------------------------------
－第２章
　色素増感太陽電池の電気化学性能シミュレーション　・・・・・・・・・31
　Electrochemical Performance Simulations on the Dye-sensitized Solar Cells

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　宇佐美　章

（財）電力中央研究所材料科学研究所主任研究員　　　　

　色素増感太陽電池の電圧―電流特性に関して，等価回路モデルを紹介したのち，太陽電池
を擬均質モデル（pseudo-homogeneous model）とし，電池を特徴づけるいくつかの物質パラ
メーターを入力データとして荷電粒子の運動に関する微分方程式を数値解法を用いて解くこ
とで整理する理論化学の手法について解説し，今後の展望を述べた。

～目次～
　１．はじめに
　２．等価回路モデル
　３．微分方程式の数値解法
　　３．１　セルのモデリング
　　３．２　微分方程式と境界条件
　４．微分方程式の数値解による性能シミュレーションの進展と展望


--------------------------------------------------------------------------------
－第３章
　色素増感太陽電池に関するモンテカルロシミュレーション　・・・・・・・・40
　Monte Carlo Simulations on the Dye-sensitized Solar Cells

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　宇佐美　章　＊1　　北尾　修　＊2

*1 （財）電力中央研究所材料科学研究所主任研究員　　　
*2 （独）産業技術総合研究所　エネルギー技術研究部門　太陽光エネルギー変換グループ
　　主任研究員　　　　　　

　色素増感太陽電池に関し，モンテカルロシミュレーションの手法を用いて行われているい
くつかの話題を解説した。具体的に，チタニア微結晶膜内での微粒子による光散乱・電子拡
散，また増感色素の酸化体による電子再結合ダイナミクスを取り上げた。実験との密な連携
により，これらの現象を詳細に理解する手がかりが整理された。

～目次～
　１．はじめに
　２．光散乱のシュミレーション
　３．電子拡散のシミュレーション
　　３．１　チタニア微結晶電極内の電子拡散物理的イメージ
　　３．２　擬均質モデルによる電子拡散のシミュレーション
　　３．３　ミクロな構造が電子拡散に与える影響のシミュレーション
　４．増感色素との再結合シミュレーション
　５．おわりに


＜研究開発情報＞
　水性UV インキ　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・52
　Water-based UV Curable Inks

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　高尾道生

　Michio Takao　 　東京インキ（株）常勤顧問

　水による洗浄性，低粘度化による塗工性の改善，環境問題（VOC規制，臭気）の要求から，
水性UVインキが取り上げられて久しくなっている。水性UV インキの現状について概観する。

～目次～
　１．はじめに
　２．水性ＵＶ硬化樹脂と開始剤
　３．水性ＵＶ樹脂の硬化方法
　４．インキ分野への応用
　　４．１　コーティング
　　４．２　グラビア・フレキソインキ
　　４．３　シルクスクリーンインキ
　　４．４　インクジェットインク
　５．将来展望


＜ケミカルプロフィル＞
・アセチレンブラック　・・・・・・・・・・・・・・・58
　（Acetylene black）

（１）概要
（２）毒性
（３）製法
（４）生産
（５）需要
（６）価格


--------------------------------------------------------------------------------
・N―ラウロイルメチルグリシン塩　・・・・・・・・・61
　（N-Lauroyl methyl glycinate）

（１）概要
（２）毒性
（３）製法
（４）生産
（５）需要
（６）価格


--------------------------------------------------------------------------------
・エチルセルロース　・・・・・・・・・・・・・・・・64
　（Ethyl cellulose）

（１）概要
（２）毒性
（３）製法
（４）生産
（５）需要
（６）価格


--------------------------------------------------------------------------------
・サリチル酸　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・66
　（Salicylic acid）

（１）概要
（２）毒性
（３）製法
（４）生産
（５）需要
（６）価格


＜ニュースダイジェスト＞
・海外編　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・68
・国内編　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・72