この記事で分かること
– DSSCで電解液（レドックス対）が何をしているか
– 代表的な I⁻/I₃⁻系 と Co系（コバルト錯体） の考え方の違い
– Jsc/Voc/FFにどう効きやすいか（ざっくりの傾向）関連：DSSC超入門まとめ（全体像）
https://haralab.com/dssc-hub/
関連：性能指標（Jsc/Voc/FF/η）
https://haralab.com/dssc-jsc-voc-ff/
関連：安定性（劣化・封止）
https://haralab.com/dssc-stability/
導入
DSSC（色素増感太陽電池）は、色素が光を吸収してTiO₂へ電子を注入することで発電します。しかし、注入されたあとに色素は「酸化状態」になり、そのままでは次の光反応を繰り返せません。そこで重要なのが 電解液（レドックス対） です。
電解液は、酸化された色素を再生し、デバイス内の反応循環を回す役割を担います。この記事では、代表的な I⁻/I₃⁻系 と Co系（コバルト錯体） を中心に、違いと選び方の考え方をまとめます。
まず結論（要点）
- 電解液は 色素再生 と 対極での反応 を担い、DSSCの“循環”を成立させる
- I⁻/I₃⁻系は扱いやすく実績が多いが、条件によってはVocの伸びに限界が出ることがある
- Co系はVoc向上が期待される設計もある一方で、拡散・反応・安定性など最適化が必要
- 最終的には IV（Jsc/Voc/FF/η）＋安定性 で判断する。
1. 電解液（レドックス対）の役割
1-1. 色素を再生する
光で励起された色素は電子をTiO₂へ注入すると、色素は酸化状態になります。
電解液はこの酸化色素に電子を与えて、元の状態に戻す（再生）役割です。
1-2. 対極で電解液を再生する
電解液側も、色素再生で酸化/還元状態が変わるため、対極（Ptやカーボンなど）で反応が進み、電解液自体が再生されます。
この循環が回って初めて、DSSCは連続発電します。
2. I⁻/I₃⁻系（ヨウ素系）：定番レドックス対
I⁻/I₃⁻系は、DSSCの代表的な電解液系として広く使われてきました。
特徴（ざっくり）
- 実績が多く、比較的扱いやすい
- 対極（Pt等）での反応が進みやすい条件が多い
- ただし条件によっては、Vocの最適化に限界が見える場合がある
どの指標に効きやすい？
- Jscは色素・TiO₂・光捕集にも強く依存するため「電解液だけ」で決まらない
- Vocは再結合やレドックス電位などが関係し、電解液設計の影響が出やすい
3. Co系（コバルト錯体）：Voc設計の自由度を狙う
Co系（コバルト錯体）レドックス対は、ヨウ素系とは異なる設計思想で導入されることがあります。
特徴（ざっくり）
- Vocの向上が期待される設計が可能な場合がある
- 一方で、拡散・反応速度・界面挙動の最適化が必要になりやすい
- 電解液組成や添加剤、対極材料との相性が重要
どの指標に効きやすい？
- Vocを狙った設計が話題になることが多い
- ただし、拡散や反応の問題が出るとFFやJscに影響することもある
4. ざっくり比較（初心者向け）
| 観点 | I⁻/I₃⁻系 | Co系（コバルト錯体） |
|---|---|---|
| 位置づけ | 定番・実績豊富 | Voc設計の自由度を狙う選択肢 |
| 最適化の難しさ | 比較的取り組みやすいことが多い | 条件最適化が必要になりやすい |
| 注意点 | 条件によりVocが伸びにくい場合 | 拡散・反応・相性（対極/添加剤） |
※実際の優劣は、色素・TiO₂・対極・封止などの条件とセットで決まります。
5. 電解液を変えたら、何を測ればいい？
最短で判断するなら、次のセットが有効です。
1) IV：Jsc/Voc/FF/ηの変化
2) EIS：抵抗・再結合の相対比較
3) 安定性試験：劣化の出方（封止・水分・熱）
👉 測定の読み方：
https://haralab.com/dssc-measurement/
👉 安定性：
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FAQ
Q. 電解液を変えると、色素も変えるべきですか？
A. 場合があります。色素再生のしやすさや界面挙動の相性があるため、電解液だけでなく「色素・添加剤・対極」とセットで最適化するのが一般的です。
Q. まずどちらから試すべき？
A. 目的次第です。再現性よく基準を作りたいならI⁻/I₃⁻系で“基準セル”を確立し、次にCo系などでVoc向上を狙う、という進め方が安全です。
次に読む（DSSCまとめ）
- DSSC超入門まとめ（全体像）
https://haralab.com/dssc-hub/ - 性能指標（Jsc/Voc/FF/η）
https://haralab.com/dssc-jsc-voc-ff/ - 安定性（劣化・封止）
https://haralab.com/dssc-stability/ - 対極がFFに与える影響（Pt vs カーボン）
https://haralab.com/dssc-counter-electrode/ - TiO₂膜と色素吸着（厚み・表面積の考え方）
https://haralab.com/dssc-tio2/
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