Development of photovoltaic devices inspired by basic mechanism in photosynthesis

• Project/Area Number: 15H03527
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Nanomaterials chemistry
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: Asaoka Sadayuki 京都工芸繊維大学, 材料化学系, 准教授 (50336525)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000); Fiscal Year 2017: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2016: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000); Fiscal Year 2015: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
• Keywords: ナノ機能材料 / ナノ材料 / 太陽電池 / 高効率太陽光発電材料・素子

Outline of Final Research Achievements

The amphiphilic liquid-crystalline diblock copolymer having a zinc porphyrin at the junction between hydrophilic and hydrophobic segments affords normally oriented cylindrical phase-segregated nanostructure in the thin film. The GI-SAXS and STEM-EDS measurements elucidates that the zinc porphyrins form circular arrays which are arranged along the cylindrical phase-segregated interface in the regular distance of the smectic layer in the hydrophobic liquid-crystalline matrix. To develop the photovoltaic devices based on this unique porphyrin array, we studied about the control of relative orientation and distance between porphyrins in the array as well as the introduction of electron transport pathway in the hydrophobic matrix domain in the thin film.

Research Products

• [Presentation] 高規則性相分離界面を利用したポルフィリンの会合状態制御法の開発 (2017)
  • Author(s): 武久純也, 秋元源祐, 浅岡定幸
  • Organizer: 第66回高分子学会年次大会
• [Presentation] 垂直配向型シリンダー状ミクロ相分離構造を形成する液晶性ジブロック共重合体とホモポリマーのブレンドによる薄膜中でのシリンダー径の制御 (2017)
  • Author(s): 吹田茂生, 丸山則彦, 浅岡定幸, 佐々木園, 櫻井伸一
  • Organizer: 第66回高分子学会年次大会
• [Presentation] 光機能性金属錯体を高密度集積化した垂直配向一次元メソチャネルを有する薄膜材料の開発 (2017)
  • Author(s): 中尾慶太, 谷尾吉祥, 浅岡定幸, 吹田茂生, 櫻井伸一
  • Organizer: 第66回高分子学会年次大会
• [Presentation] ポルフィリンを核とする星型両親媒性液晶ブロック共重合体の合成 (2017)
  • Author(s): 池田知弘, 高橋満春, 浅岡定幸
  • Organizer: 第66回高分子学会年次大会
• [Presentation] 垂直配向シリンダー型相分離界面に沿って配列したポルフィリン環状構造体アレイにおける励起エネルギー移動特性の評価 (2017)
  • Author(s): 岡崎凌平, 小林明莉, 谷尾吉祥, 土久岡高志, 浅岡定幸
  • Organizer: 第66回高分子学会年次大会
• [Presentation] 光機能性金属錯体を高密度集積化した垂直配向一次元メソチャネルを有する薄膜材料の開発 (2017)
  • Author(s): 中尾慶太, 谷尾吉祥, 浅岡定幸, 吹田茂生, 櫻井伸一
  • Organizer: 第63回 高分子研究発表会
• [Presentation] 液晶性ジブロック共重合体/ホモポリマーブレンドによる垂直配向型シリンダー状ミクロ相分離構造中のシリンダー径の制御 (2017)
  • Author(s): 吹田茂生, 丸山則彦, 浅岡定幸, 佐々木園, 櫻井伸一
  • Organizer: 第63回 高分子研究発表会
• [Presentation] 液晶性ジブロック共重合体にホモポリマーをブレンドすることによる垂直配向型シリンダー状ミクロ相分離構造のシリンダー径の制御 (2017)
  • Author(s): 吹田茂生, 丸山則彦, 浅岡定幸, 佐々木園, 櫻井伸一
  • Organizer: 第66回高分子討論会
• [Presentation] ポルフィリンを核とする星型両親媒性液晶ブロック共重合体の合成 (2016)
  • Author(s): 池田知弘, 高橋満春, 浅岡定幸
  • Organizer: 第65回高分子討論会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] 垂直配向シリンダー型相分離界面に沿って配列したポルフィリン環状構造体アレイにおける励起エネルギー移動特性の評価 (2016)
  • Author(s): 岡崎凌平, 小林明莉, 谷尾吉祥, 土久岡高志, 浅岡定幸
  • Organizer: 第65回高分子討論会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] ポルフィリン環状集積薄膜における軸配位を通じた精密配向方向制御法の開発 (2016)
  • Author(s): 武久純也, 秋元源祐, 浅岡定幸
  • Organizer: 第65回高分子討論会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] ペリレンジイミドを側鎖に導入した両親媒性ブロック共重合体のミクロ相分離構造 (2016)
  • Author(s): 有元薫平, 辻村彩希, 浅岡定幸
  • Organizer: 第65回高分子討論会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] 垂直配向シリンダー型相分離界面に沿って配列したポルフィリン環状構造体アレイにおける励起エネルギー移動特性の評価 (2016)
  • Author(s): 岡崎凌平, 小林明莉, 谷尾吉祥, 土久岡高志, 浅岡定幸
  • Organizer: 第62回 高分子研究発表会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2016-07-15
• [Presentation] ポルフィリンを核とする星形両親媒性液晶ブロック共重合体の合成 (2016)
  • Author(s): 池田知弘, 高橋満春, 浅岡定幸
  • Organizer: 第62回 高分子研究発表会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2016-07-15
• [Presentation] 有機半導体分子を導入した両親媒性ブロック共重合体のナノ構造制御 (2016)
  • Author(s): 有元薫平, 辻村彩希, 浅岡定幸
  • Organizer: 第62回 高分子研究発表会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2016-07-15
• [Presentation] 光機能性金属錯体を高密度集積化した垂直配向一次元メソチャネルを有する薄膜材料の開発 (2016)
  • Author(s): 谷尾吉祥, 小林明莉, 土久岡高志, 野口三紀子, 和泉篤士, 前田治彦, 浅岡定幸
  • Organizer: 第65回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2016-05-25
• [Presentation] ポルフィリンを核とする星型両親媒性液晶ブロック共重合体の合成 (2016)
  • Author(s): 池田知弘, 高橋満春, 浅岡定幸
  • Organizer: 第65回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2016-05-25
• [Presentation] 垂直配向シリンダー型相分離界面に沿って配列したポルフィリン環状構造体アレイにおける励起エネルギー移動特性の評価 (2016)
  • Author(s): 岡崎凌平, 小林明莉, 谷尾吉祥, 土久岡高志, 浅岡定幸
  • Organizer: 第65回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2016-05-25
• [Presentation] 有機半導体液晶分子を側鎖に導入した両親媒性ブロック共重合体のミクロ相分離構造 (2016)
  • Author(s): 有元薫平, 辻村彩希, 浅岡定幸
  • Organizer: 第65回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2016-05-25
• [Presentation] ポルフィリン環状集積薄膜における軸配位を通じた精密配向方向制御法の開発 (2016)
  • Author(s): 武久純也, 秋元源祐, 浅岡定幸
  • Organizer: 第65回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2016-05-25
• [Presentation] Control of relative geometry between porphyrins accumulated at phase segregation interface of normally oriented cylindrical nanostructure. (2015)
  • Author(s): J. Takehisa, G. Akimoto, S. Asaoka
  • Organizer: International Chemical Congress of Pacific Basin Sosieties 2015
  • Place of Presentation: ホノルル
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Regiospecific accumlation of metal complexes at phase-segregation interface of normally oriented cylindrical nanostructure in amphiphilic liquid crystalline diblock copolymer film. (2015)
  • Author(s): Y. Tanio, M. Otonari, S. Asaoka, M. Noguchi, A. Izumi, H. Maeda
  • Organizer: International Chemical Congress of Pacific Basin Sosieties 2015
  • Place of Presentation: ホノルル
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Nanostructure of amphiphilic diblock copolymer thin film composed of hydrophobic side-chain liquid crystalline segment having perylenediimide mesogens. (2015)
  • Author(s): S. Tsujimura, M. Otonari, S. Asaoka
  • Organizer: International Chemical Congress of Pacific Basin Sosieties 2015
  • Place of Presentation: ホノルル
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Energy transfer through circular porphyrin arrays arranged along normally oriented cylindrical phase segregation interface in thin film. (2015)
  • Author(s): A. Kobayashi, Y. Tanio, T. Tokuoka, M. Aotani, S. Asaoka
  • Organizer: International Chemical Congress of Pacific Basin Sosieties 2015
  • Place of Presentation: ホノルル
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Development of dye-sensiteized solar cell based on circularly arranged porpyrin array thin film. (2015)
  • Author(s): S. Asaoka, A. Kobayashi, Y. Tanio, T. Tokuoka, M. Aotani
  • Organizer: International Chemical Congress of Pacific Basin Sosieties 2015
  • Place of Presentation: ホノルル
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ポルフィリン環状集積薄膜を集光層とする色素増感太陽電池の開発 (2015)
  • Author(s): 土久岡高志, 高橋満春, 青谷正嗣, 秋元源祐, 浅岡定幸
  • Organizer: 第64回 高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2015-05-27
• [Presentation] 高配向ナノ相分離構造の精密分子設計と光機能性材料への展開 (2015)
  • Author(s): 浅岡定幸
  • Organizer: 精密ネットワークポリマー研究会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-04-17
  • Invited
• [Book] 近赤外・紫外線波長変換と光吸収増大による太陽電池の高効率化技術 (2015)
  • Author(s): 浅岡定幸
  • Total Pages: 11
  • Publisher: S&T出版
• [Book] 太陽光と光電変換機能 異分野融合から生まれる次世代太陽電池 (2015)
  • Author(s): 浅岡定幸
  • Total Pages: 10
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Patent(Industrial Property Rights)] 多孔質構造体、超微粒子捕捉用フィルタ、及び多孔質構造体の製造方法 (2017)
  • Inventor(s): 櫻井伸一, 浅岡定幸, 吹田茂生, 丸山則彦
  • Industrial Property Rights Holder: 櫻井伸一, 浅岡定幸, 吹田茂生, 丸山則彦
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2017-095761
  • Filing Date: 2017