Fabrication and electrochemical properties of novel fullerene cluster microparticles

• Project/Area Number: 22550123
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Functional materials chemistry
• Research Institution: The University of Shiga Prefecture
• Principal Investigator: AKIYAMA Tsuyoshi 滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (20304751)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): YAMADA Sunao 九州大学, 大学院工学研究院応用化学部 門, 教授 (30136551) ; TAKAHASHI Kazuyuki 神戸大学, 大学院理学研究科化学専攻, 准 教授 (60342953)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2013: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2012: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2011: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2010: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 膜・集合体 / フラーレン / 分子構造 / 電気化学 / 有機薄膜太陽電池 / 有機半導体

Research Abstract

A series of fullerene-aliphatic diamine adduct particle was synthesized by simply mixing of solutions of corresponding fullerenes and amines. From results of the reaction between fullerenes and amines, formation mechanism of adduct particles was investigated.
Fullerene-diamine adduct particles were solubilized in hydrophobic organic solvents by the addition of alkyl acid chloride. An organic thin-film solar cell using polythiophene and the solubilized fullerene-diamine adduct was fabricated and evaluated. The photovoltaic performance of the solar cell suggested that the solubilized fullerene-diamine adduct works as n-type semiconductor. Thin-film of fullerene-diamine adduct as n-type semiconductor was also possible to fabricate on the surface of amino-substituted substrate. C60 and amino-substituted porphyrin composite was also prepared by simply mixing C60 and the porphyrin in organic solvent. The composite contributed to photoelectric conversion.

Research Products

• [Journal Article] Preparation and Photovoltaic Application of Fullerene–Porphyrin Composite Micropowder (2013)
  • Author(s): K. Kimura, T. Oku and T. Akiyama
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 42 Issue: 7 Pages: 694-696
  • DOI: 10.1246/cl.130114
  • NAID: 10031183262
  • ISSN: 0366-7022, 1348-0715
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fabrication of C60 assembly films via an fullerene-amineaddition reaction by using stepwise immersion (2013)
  • Author(s): S. Banya, T. Matsumoto, T. Oku and T. Akiyama
  • Journal Title: J. Phys. Conf. Ser. Volume: Vol. 433 Pages: 012007-012007
  • DOI: 10.1088/1742-6596/433/1/012007
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Photochemical half-cells using mixture films of fullerene-ethylenediamine adduct microparticles and polythiophene (2013)
  • Author(s): T. Akiyama, S. Matsumura, K.-i. Matsuoka, T. Oku and S. Yamada
  • Journal Title: J. Phys. Conf. Ser. Volume: Vol. 433 Pages: 012010-012010
  • DOI: 10.1088/1742-6596/433/1/012010
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Facile Solubilization and Photovoltaic Application of C60 Fullerene-Ethylenediamine Adduct (2013)
  • Author(s): T. Akiyama, T. Ueda, Y. Ono, K. Kimura, K.-i. Matsuoka, S. Yamada and T. Oku
  • Journal Title: Chem. Lett. Volume: Vol. 42 Issue: 2 Pages: 177-179
  • DOI: 10.1246/cl.2013.177
  • NAID: 10031143837
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preparation and Photovoltaic Application of Fullerene-Porphyrin Composite Micropowder (2013)
  • Author(s): Kento Kimura, Takeo Oku, Tsuyoshi Akiyama*
  • Journal Title: Chemsitry Letters Volume: -
  • Peer Reviewed
• [Presentation] フラーレン−エチレンジアミン集合体の機能化と光電気化学応用 (2014)
  • Author(s): 番家朔人、鈴木厚志、奥健夫、秋山毅
  • Organizer: 日本化学会第94春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋市(名古屋大学)
  • Year and Date: 2014-03-29
• [Presentation] 有機電子材料を指向した溶媒可溶なフラーレン−ジアミン集合体の創製 (2014)
  • Author(s): 泉本大輔、木村健人、小野有司、番家朔人、奥健夫、秋山毅
  • Organizer: 日本化学会第9 4春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋市(名古屋大学)
  • Year and Date: 2014-03-27
• [Presentation] 有機電子材料を指向した溶媒可溶なフラーレン-ジアミン集合体の創製 (2014)
  • Author(s): 泉本 大輔、木村 健人、小野 侑司、番家 翔人、奥 健夫、秋山 毅
  • Organizer: 日本化学会第94春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
• [Presentation] フラーレン-エチレンジアミン集合体の機能化と光電気化学応用 (2014)
  • Author(s): 番家 翔人、鈴木 厚志、奥 健夫、秋山 毅
  • Organizer: 日本化学会第94春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
• [Presentation] フラーレン-エチレンジアミン聞の相互付加反応に基づくC_<60>集合体薄膜の作製と有機薄膜太陽電池への応用 (2013)
  • Author(s): 秋山毅、番家朔人、藤田克彦、奥健夫
  • Organizer: 第32回固体・表面光化学討論会
  • Place of Presentation: 新宿区(早稲田大学)
  • Year and Date: 2013-12-12
• [Presentation] フラーレンージアミン集合体膜を用いた逆型有機薄膜太陽電池の作製と評価 (2013)
  • Author(s): 番家朔人、松本泰輔、奥健夫、秋山毅
  • Organizer: 第45回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 豊中市(大阪大学)
  • Year and Date: 2013-08-05
• [Presentation] Preparation and microscopic analysis of fullerene-diamine adducts as organic electronic material (2013)
  • Author(s): 小野有司、秋山毅、奥健夫
  • Organizer: 第45回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 豊中市(大阪大学)
  • Year and Date: 2013-08-05
• [Presentation] Facile Fabrication of [60]Fullerene-Diamine Assembly Using an Alternate Immersion Process and Its Photovoltaic Application (2013)
  • Author(s): S. Banya, T. Matsumoto, T. Oku and T. Akiyama
  • Organizer: 9th International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀)
• [Presentation] Shape Changing of C60-Ethylenediamine Adducts (2013)
  • Author(s): Y. Ono, T. Akiyama and T. Oku
  • Organizer: 9th International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀)
• [Presentation] フラーレンージアミン集合体膜を用いた逆型有機薄膜太陽電池の作製と評価 (2013)
  • Author(s): 番家 翔人、松本 泰輔、奥 健夫、秋山 毅
  • Organizer: 第45回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン&#8232;総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪大学 大阪大学会館
• [Presentation] Preparation and microscopic analysis of fullerene-diamine adducts as organic electronic material (2013)
  • Author(s): 小野 侑司、秋山 毅、奥 健夫
  • Organizer: 第45回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン&#8232;総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪大学 大阪大学会館
• [Presentation] フラーレン-アミン間の付加反応に基づく新規フラーレン集合体の作製と構造評価 (2013)
  • Author(s): 泉本 大輔、小野 侑司、木村 健人、奥 健夫、秋山 毅
  • Organizer: 第57回日本学術会議材料工学連合講演会
  • Place of Presentation: 京都市 京都テルサ
• [Presentation] フラーレン-ジアミン付加体の構造と分光特性の相関 (2013)
  • Author(s): 小野 侑司、奥 健夫、秋山 毅
  • Organizer: 第７回有機π電子系シンポジウム
  • Place of Presentation: 高崎市 高崎ビューホテル
• [Presentation] フラーレン誘導体とエチレンジアミンを用いたフラーレン分子集合体の創製 (2013)
  • Author(s): 番家 翔人、奥 健夫、秋山 毅
  • Organizer: 第７回有機π電子系シンポジウム
  • Place of Presentation: 高崎市 高崎ビューホテル
• [Presentation] フラーレン-ジアミン間の付加反応を利用したC60集合体薄膜の作製と光電気化学応用 (2013)
  • Author(s): 番家翔人・松本泰輔・奥 健夫・秋山 毅
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス（滋賀）
• [Presentation] フラーレン‐ジアミン交互付加体の作製と光電変換への応用 (2013)
  • Author(s): 小野侑司・木村健人・上田大喜・奥 健夫・秋山 毅
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス（滋賀）
• [Presentation] フラーレン-ジアミン聞の付加反応を用いた新規フラーレン集合体の創製 (2012)
  • Author(s): 木村健人、小野有司、奥健夫、秋山毅
  • Organizer: 第6回有機π電子系シンポジウム
  • Place of Presentation: 松山市(道後温泉)
  • Year and Date: 2012-12-14
• [Presentation] Photoelectrochemical Half-Cell consisting of C_<60>-Ethylenediamine Adduct and a Polythiophene (2012)
  • Author(s): T. Akiyama, S. Matsumura, K-i. Matsuoka, T. Oku, S. Yamada
  • Organizer: The Asia-Pacific Interdisciplinary Research Conference (AP-IRC2012)
  • Place of Presentation: 田原市(伊良湖シーパーク&スパ)
  • Year and Date: 2012-11-15
• [Presentation] Fabrication and Photoelectrochemical Properties of C_<60> Fullerene-Porphyrin Composite Particle (2012)
  • Author(s): K. Kimura, T. Akiyama and T. Oku
  • Organizer: 8th International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
  • Place of Presentation: 草津市(立命館大学BKC)
  • Year and Date: 2012-06-23
• [Presentation] Development of fullerene-diamine adducts for organic solar cells (2012)
  • Author(s): T. Akiyama
  • Organizer: 8th International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
  • Place of Presentation: 草津市(立命館大学BKC)
  • Year and Date: 2012-06-23
  • Invited
• [Presentation] Development of fullerene-diamine adducts for organic solar cells (2012)
  • Author(s): T. Akiyama
  • Organizer: 8th International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス（滋賀）
  • Invited
• [Presentation] Fabrication and Photoelectrochemical Properties of C60 Fullerene-Porphyrin Composite Particle (2012)
  • Author(s): K. Kimura, T. Akiyama, T. Oku
  • Organizer: 8th International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス（滋賀）
• [Presentation] Fabrication and evaluation of C60 multilayer films using fullerene-amine addition reaction (2012)
  • Author(s): S. Banya, T. Akiyama, T. Oku
  • Organizer: The Asia-Pacific Interdisciplinary Research Conference
  • Place of Presentation: 伊良湖シーパーク＆スパ（愛知）
• [Presentation] Photoelectrochemical Half-Cell consisting of C60-Ethylenediamine Adduct and a Polythiophene (2012)
  • Author(s): T. Akiyama, S. Matsumura, K-i. Matsuoka, T. Oku, S. Yamada
  • Organizer: The Asia-Pacific Interdisciplinary Research Conference
  • Place of Presentation: 伊良湖シーパーク＆スパ（愛知）
• [Presentation] フラーレン-アミン間の付加反応を利用したフラーレン薄膜の創製 (2012)
  • Author(s): 番家 翔人、小野 侑司、木村 健人、秋山 毅、奥 健夫
  • Organizer: 第56回日本学術会議材料工学連合講演会
  • Place of Presentation: 京都テルサ（京都）
• [Presentation] フラーレン-ジアミン間の付加反応を用いた新規フラーレン集合体の創製 (2012)
  • Author(s): 木村 健人、小野 侑司、奥 健夫、秋山 毅
  • Organizer: 第6回有機π電子系シンポジウム
  • Place of Presentation: 道後温泉（愛媛）
• [Presentation] フラーレン－ジアミン付加体を用いた有機薄膜太陽電池の開発 (2012)
  • Author(s): 小野 侑司、木村 健人、上田 大喜、奥 健夫、秋山 毅
  • Organizer: 第6回有機π電子系シンポジウム
  • Place of Presentation: 道後温泉（愛媛）
• [Presentation] フラーレン-アミン間の相互作用を用いたπ電子分子集合体の創製 (2011)
  • Author(s): 木村健人、上田大喜、奥健夫、秋山毅
  • Organizer: 第5回有機π電子系シンポジウム
  • Place of Presentation: ホテルアウィーナ大阪(大阪市)
  • Year and Date: 2011-11-25
• [Presentation] フラーレン-ジアミン付加体の合成と光電気化学応用 (2011)
  • Author(s): 上田大喜、木村健人、秋山毅、奥健夫
  • Organizer: 第55回日本学術会議材料工学連合講演会
  • Place of Presentation: 京都市(京都教育文化センター)
  • Year and Date: 2011-10-21
• [Presentation] フラーレン-ジアミン付加体の合成と光電気化学応用 (2011)
  • Author(s): 上田大喜、木村健人、秋山毅、奥健夫
  • Organizer: 第55回日本学術会議材料工学連合講演会
  • Place of Presentation: 京都教育文化センター
  • Year and Date: 2011-10-21
• [Presentation] 光電変換を指向したフラーレン-機能性分子複合薄膜の創製 (2011)
  • Author(s): 木村健人、奥健夫、秋山毅、鈴木厚志
  • Organizer: 第55回日本学術会議材料工学連合講演会
  • Place of Presentation: 京都教育文化センター
  • Year and Date: 2011-10-21