シアニン色素のメソ位に電子供与部を組み込んだ高感度太陽電池増感剤の開発

• Project/Area Number: 17029042
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 木村 勝 岡山大学, 大学院自然科学研究科, 教授 (30033442)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥4,200,000 (Direct Cost: ¥4,200,000); Fiscal Year 2006: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000); Fiscal Year 2005: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
• Keywords: 太陽電池 / 色素太陽電池 / アモルファスシリコン / ルテニウム錯体 / シアニン色素 / 固体型セル / 湿式セル / 電子移動 / 太陽光発電 / エネルギー全般 / 酸化チタン / 超機能化学

Research Abstract

太陽電池として現在実用化されているものとしてアモルファスシリコンを用いるものが知られている。しかし将来的には低コストで環境に優しい材料の開発が望まれる。その第一候補として酸化チタン半導体を用いる色素増感太陽電池が着目されている。色素太陽電池の代表的な増感剤はルテニュウム錯体であるN3である。これを用いたグレッエル型湿式セルの変換効率は10%程度であると言われている。しかし2つ問題点がある。第一はルテニュウムが高価であること、湿式セルは液漏れを防ぐ為にコストが嵩むことである。これらの欠点を克服する為に写真増感剤として知られているシアニン色素を用いる事とした。シアニン色素の特徴は分子吸光係数が大きく、可視光から近赤外まで幅広く吸収帯を持つので太陽光を有効に利用できる点である。さらに湿式セルの欠点を克服する為に固体型セル(CuI)の可能性を探ることとした。そこでメソ位に電子供与性の高いユロリジル基を導入したものや、電子供与基であると同時にCuIとの相互作用の高いメチルチオフェニル基を導入したシアニン色素を合成し、湿式セルと固体型セルを作成し性能試験を行った。その結果固体型セルを用いた場合基準として用いたN3と同程度の太陽電池になることを明らかにした。湿式セルを用いた場合は殆ど性能が出なかった。将来Ru金属を使わない色素太陽電池の実用化への可能性を開いた。

Research Products

• [Journal Article] SYNTHESIS AND ANALYSIS OF UVIVISIBLE SPECTRA OF CARBOCYANINE・・・ (2007)
  • Author(s): MASARU KIMURA 他2名
  • Journal Title: DYES AND PIGMENTS (in press)
• [Journal Article] DEVELOPMENT OF FUNCTIONAL IMIDAZOLE・・・ (2007)
  • Author(s): MASARU KIMURA
  • Journal Title: LUMINESCENCE (in press)
• [Journal Article] PHOTO REACTION OF A 2,11-DIAZA[3.3] PARACYCLOPHANE・・・ (2006)
  • Author(s): MASAR KIMURA 他3名
  • Journal Title: J.AM.CHEM.SOC. 124 Pages: 16508-16509
• [Journal Article] ESTABLISHMENT OF AN EFFICIENT SYNTHETIC ROUTE TO・・・ (2006)
  • Author(s): MASARU KIMURA 他3名
  • Journal Title: HETEROCYCLES 68. 11 Pages: 2375-2380
• [Journal Article] THE SYNTHESIS OF A NOVEL IMIDAZOLE DERIVATIVE・・・ (2006)
  • Author(s): MASARU KIMURA
  • Journal Title: ITE LETTERS, BATTER.NEW TECHNOL.MED. 7 Pages: 364-367
• [Journal Article] GENERATION OF A NEW RED FLOORESCENT・・・ (2006)
  • Author(s): MASARU KIMURA 他1名
  • Journal Title: LUMINESCENCE
• [Journal Article] Location effect of an OH group on the Chemiluminescence Efficiency of 4-Hydroperoxy-2-(o-,m-,p-hydroperoxy... (2005)
  • Author(s): M.TSUNENAGA
  • Journal Title: Tetrahedron Lett. 46 Pages: 1877-1877
• [Journal Article] Development of Functional Imidazole Derivatives : A New Chemiluminescent Chemosensor (2005)
  • Author(s): M.Kimura
  • Journal Title: Bull.Chem.Soc.Jpn. 78 Pages: 929-929
• [Journal Article] Electrophilic Behavior of the Delocalized Azepinuim Ion : Friedel-Crafts Reactions with.... (2005)
  • Author(s): Y.Kubota
  • Journal Title: Org.Lett. 7 Pages: 5215-5215
• [Journal Article] Preparation of an Azacrowned Isoluminol and Its Chemiluminescence Initiated by.... (2005)
  • Author(s): H.Okamoto
  • Journal Title: Chem.Lett. 34 Pages: 1452-1452
• [Journal Article] Reation of 2-Methoxy-3H-Azepine with NBS : Efficient Synthesis of 2-Substituted-2H-Azepines (2005)
  • Author(s): C.E.J.Cordonier
  • Journal Title: J.Org.Chem. 70 Pages: 3425-3425
• [Journal Article] Synthesis of a Delocalized Azepinium Ion and Investigation of its Electrophilic Character. (2004)
  • Author(s): K.Satake
  • Journal Title: Angew.Chem.Int.Ed. 43 Pages: 736-736
• [Book] New trends in Structural Organic Chemistry (2005)
  • Author(s): H.Takemura
  • Total Pages: 176
  • Publisher: RESEARCH SIGNPOST