date: 2026-01-24
keywords: [DSSC, Dye-sensitized solar cells, Dye-sensitized solar cells (DSSCs), Energy storage, Photoanode, Photocatalyst, TiO2, Titanium dioxide (TiO2), affordable and clean energy, counter electrodes, electrolytes, graphene, humidity, photoanodes, temperature]
DSSC（色素増感太陽電池）を“やさしく”理解する
DSSCは、色素（dye）が光を吸収して電子を生み出し、TiO2などの半導体へ電子を渡すことで発電する太陽電池です。
低照度でも働きやすく、材料や構造の工夫で性能が伸びる一方、電解液・色素・界面が環境の影響を受けやすい面もあります。
本ページでは、添付ファイルに含まれる論文のうち 最大3本を選び（今回は3本）、一般向けに要点をまとめます。
論文のやさしい解説（日本語＋English）
論文1：Recent Advances in Graphene and TiO2-Based Materials in Dye-Sensitized Solar Cells (A Review)
- 著者：Sonar, LD; Patil, SR; Nikam, PR
- 掲載誌：RUSSIAN JOURNAL OF GENERAL CHEMISTRY（2025）
- DOI：10.1134/S1070363225602625
日本語：何の研究？（ひとことで）
DSSCの主要部材（光電極TiO2／対極）を、グラフェン材料で高性能化する最新動向レビュー
ポイント（やさしく）
– DSSCは低照度でも発電しやすく、作り方が比較的シンプルな太陽電池として注目される。
– 光電極ではTiO2ナノ構造（高表面積・電子輸送）が中心で、形・ドーピング・表面改質が効率を左右する。
– 対極では高価なPtの代替としてグラフェン系（導電性・触媒性・耐久性）が候補で、電極・電解液との相性設計が重要。
応用イメージ
– 低コストDSSCの材料設計ロードマップ
– Ptフリー対極の開発指針
– TiO2/炭素材料の複合化戦略
English: What is this about?
Review: recent advances in TiO2 photoanodes and graphene-based counter electrodes for DSSCs
Key points
– DSSCs are attractive for low-light energy harvesting and potentially low-cost fabrication.
– TiO2 nanostructured photoanodes (surface area + electron transport) remain central; morphology/doping/surface engineering strongly impact performance.
– Graphene derivatives are explored as Pt alternatives for counter electrodes due to conductivity, stability, and catalytic activity toward the I−/I3− redox couple.
Possible applications
– Materials roadmap for lower-cost DSSCs
– Guidance for Pt-free counter electrodes
– Strategies for TiO2–carbon hybrid designs
論文2：Effects of Changing Humidity and Temperature Environment on the Performance of Dye-Sensitized Solar Cells
- 著者：Mishra, KK; Mishra, S; Surolia, PK
- 掲載誌：JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS（2026）
- DOI：10.1007/s11664-025-12662-4
日本語：何の研究？（ひとことで）
温度・湿度がDSSC性能をどれだけ落とすかを系統的に測り、“実環境での劣化要因”を見える化した研究
ポイント（やさしく）
– DSSCは電解液や色素の状態、界面での再結合など、環境条件に影響されやすい。
– 25→60°Cで効率が約28%低下、温度上昇＋湿度増加（75→100%）では約39%低下と報告。
– 高温高湿で、色素の劣化・脱離、電解液劣化、再結合増加が起き、Jsc低下につながる点を整理。
応用イメージ
– 屋外・実使用での耐久評価設計
– 封止・材料選定（湿気バリア）の指針
– 低照度用途での長期安定
English: What is this about?
How humidity and temperature degrade DSSC performance: quantified losses and underlying factors
Key points
– DSSC performance depends on electrolyte stability, dye adsorption, and interfacial recombination—each sensitive to environment.
– Efficiency drops by ~28% from 25 to 60 °C, and by ~39% when both temperature and humidity rise (25→60 °C; 75→100% RH).
– High temperature/humidity can drive dye degradation/desorption, electrolyte degradation, and increased recombination, reducing Jsc and overall PCE.
Possible applications
– Real-world durability testing
– Encapsulation and moisture-barrier design
– Stability optimization for practical deployment
論文3：Green synthesis of mesoporous TiO2 nanosheets using Rosmarinus officinalis leaf extract for multifunctional applications in DSSCs, photocatalysis, and supercapacitors
- 著者：Hemalatha, R; Kumar, CV; Kumaran, N; Kumaran, S
- 掲載誌：JOURNAL OF POROUS MATERIALS（2026）
- DOI：10.1007/s10934-025-01914-7
日本語：何の研究？（ひとことで）
植物抽出液を使って“グリーン合成”したメソ多孔TiO2ナノシートを、DSSCだけでなく光触媒・蓄電にも展開した研究
ポイント（やさしく）
– ローズマリー葉抽出液を還元・安定化剤として用い、メソ多孔アナターゼTiO2ナノシートを合成。
– DSSC光電極としてPCE 8.42%（Jsc 16.57 mA/cm2, Voc 748 mV, FF 0.72）を報告し、市販P25より高性能。
– 光触媒分解（染料分解）やスーパーキャパシタにも適用し、多用途性と耐久性（1万サイクルで98%保持など）を示した。
応用イメージ
– 環境負荷の小さいTiO2材料合成
– 高表面積ナノ構造によるDSSC高効率化
– “発電×浄化×蓄電”の多機能材料開発
English: What is this about?
Green-synthesized mesoporous TiO2 nanosheets for DSSCs plus photocatalysis and supercapacitors
Key points
– Rosemary leaf extract is used as a bio-reducing/stabilizing agent to form mesoporous anatase TiO2 nanosheets.
– As a DSSC photoanode, the nanosheets reach PCE ~8.42% (Jsc 16.57 mA cm−2, Voc 748 mV, FF 0.72), outperforming P25-based devices.
– The same material shows broad-spectrum photocatalytic dye degradation and strong supercapacitor cycling stability (~98% after 10,000 cycles).
Possible applications
– Lower-impact synthesis of functional TiO2
– Nanostructure-enabled DSSC efficiency gains
– Multifunctional energy/environment materials
用語ミニ解説 / Mini‑Glossary
- Photoanode（光電極）：主にTiO2。色素を吸着し、電子を受け取って電極へ運ぶ
- Counter electrode（対極）：電解液の酸化還元反応を助ける電極（Pt代替として炭素材料などが検討）
- Electrolyte（電解液）：イオン移動を担う。揮発・分解・水分混入で性能劣化の原因になりうる
- Recombination（再結合）：電子が戻ってしまい、電流にならない損失過程
- PCE / Jsc / Voc / FF：変換効率 / 短絡電流密度 / 開放電圧 / 曲線因子
References（添付ファイル内）
- Sonar, LD; Patil, SR; Nikam, PR Recent Advances in Graphene and TiO2-Based Materials in Dye-Sensitized Solar Cells (A Review). RUSSIAN JOURNAL OF GENERAL CHEMISTRY (2025). DOI: 10.1134/S1070363225602625
- Mishra, KK; Mishra, S; Surolia, PK Effects of Changing Humidity and Temperature Environment on the Performance of Dye-Sensitized Solar Cells. JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS (2026). DOI: 10.1007/s11664-025-12662-4
- Hemalatha, R; Kumar, CV; Kumaran, N; Kumaran, S Green synthesis of mesoporous TiO2 nanosheets using Rosmarinus officinalis leaf extract for multifunctional applications in DSSCs, photocatalysis, and supercapacitors. JOURNAL OF POROUS MATERIALS (2026). DOI: 10.1007/s10934-025-01914-7
Tags
DSSC, TiO2, photoanode, counter electrode, graphene, stability, humidity, temperature, green synthesis
