染料敏化型太陽能電池專題系列(二) 031 DSSC重要技術發展歷程：1970年代氧化鋅電極研究

1970年代氧化鋅電極研究

1976年日本的坪村宏、松村道雄等人，利用多孔性的氧化鋅(ZnO)作為染料敏化型太陽能電池的電極，使用rose bengal做染料，以碘離子氧化還原電位較大的(I2/I3−)溶液作為電解質，對電極(counter electrode)為鉑，成功得到光電轉換率1%(at 563nm)的太陽能電池 。
同時期日本也有個科學界非常重要的發現，東京大學的藤嶋昭研究生，在本多健一教授的指導下，同樣利用氧化鋅半導體做電極，從事「光回應氧化物半導體」之研究 。不同的是氧化鋅是置於水溶液中受光照射，以瞭解不同照射光之強度而依比例產生不同強度之電流，只是當時這種光電解水效率不高 。
1972年藤嶋和本多在偶然機會裡取得二氧化鈦半導體單結晶 ，他們將二氧化鈦單結晶以鑽石切割機切取薄片作為電極，並用白金電極作為相對電極，做成閉環迴路後，再氙燈朝二氧化鈦單結晶照射。結果在二氧化鈦和鉑兩電極表面開始冒出氣體。將這類氣體集中後，用氣層分析儀(GC)測定結果發現ㄝ，自二氧化鈦電極冒出氧氣，而白金電極冒出氫氣。
此項光照射二氧化鈦電極可以將水分解成氧氣及氫氣，而二氧化鈦本身並不溶解，照射好幾天後其表面特性也沒有改變。此發現刊載於1972年的Nature期刊 後，引起一陣騷動，日後還被命名為「本多-藤嶋效應(honda-fujishima effect)」，開啟了光觸媒時代。
1979年為了改善光電轉換效率，開始許多科學家投入染料的研究。特別是能吸收400～900nm可見光到近紅外線範圍染料，以及能夠吸附大量染料的高表面積半導體電極的改良上。重要的發表有利用羧基(carboxyl group)讓半導體表面緊緊與Ru(釕電極)結合的相關研究 , 。