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2005 Fiscal Year Annual Research Report

酸化亜鉛/色素ナノハイブリッド薄膜の電気化学的自己組織化と機能発現

Research Project

Project/Area Number 15681005
Research InstitutionGifu University

Principal Investigator

吉田 司  岐阜大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90273127)

Keywords酸化亜鉛 / 色素 / 無機 / 有機ハイブリッド材料 / 電気化学析出 / 薄膜 / 太陽電池 / 希土類錯体 / 酸化チタン
Research Abstract

色素増感太陽電池への応用については、緻密な酸化亜鉛薄膜をボトム層として形成した後にポーラス層を積層する多層化により、D149色素を用いた場合の変換効率が4.8%(AM1.5,100mW cm^<-2>)に向上した他、従来は利用出来なかった近赤外光を吸収する増感色素を見出すなどの成果を得た。一方動作安定性に問題があり、グローブボックスを導入して脱水、脱気下でセルを作製したところ、安定性が向上した。三電極系でIMPS測定を実施し、電荷輸送特性の電極電位依存性を調べたところ、膜の底部およそ0.5μmは比較的緻密で電場の影響を受ける一方、上部の多孔質層では拡散による電荷輸送であることを確認した。
有機分子とのハイブリッド電析の新たな展開として、アルコキシド由来のアルカリ性チタン酸溶液にハイドロキノンを添加した浴からチタン酸/キノンハイブリッド膜のアノード析出が起こり、この膜の熱処理によって緻密な構造を有するアナターゼ酸化チタン薄膜を得る手法を確立した。同手法はNb_2O_5,Ta_2O_5,Al_2O_3,SiO_2などの通常電気的に絶縁性の金属酸化物の電析に応用出来る。
酸化亜鉛薄膜の新しい機能化の試みとして、希土類錯体で表面修飾することによる発光デバイスの作製に成功した。異なる配位性部位を1分子内に有するブリッジ配位子として、ビピリジンジカルボン酸(dcbpy)を用い、これを添加した電解浴からZnO/dcbpyハイブリッド膜を得た後、EuCl_3等の希土類塩溶液に膜を浸漬するのみで、大気中で長期保存しても安定な強い可視域発光を示す薄膜が得られる。さらにこの薄膜にp-CuSCNなどのホール輸送層を積層することで、電荷キャリアに無機半導体を用い、発光中心に有機金属を用いた新種のハイブリッド型EL素子を構築出来る可能性が示された。この成果は速報誌に報じた他、基本原理に関する特許出願(PCT出願予定)を行った。

  • Research Products

    (14 results)

All 2006 2005 Other

All Journal Article (11 results) Book (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Efficient Sesitization of Mesoporous Electrodeposited Zinc Oxide by cis-Bis(isothiocyanato)bis(2,2'-bipyridy1-4,4'-dicarboxylato)-Ruthenium(II)2006

    • Author(s)
      T.Lowenstein, K.Nonomura, T.Yoshida, E.Michaelis, D.Wohrle, J.Rathousky, M, Wark, D.Schlettwein
    • Journal Title

      Journal of The Electrochemical Society 153(4)

      Pages: A699-A704

  • [Journal Article] Highly Porous Electrodeposited Zinc Oxide Films Functionalized for Red/Green Luminescence2006

    • Author(s)
      Thierry Paupore, Tsukasa Yoshida, Daisuke Komatsu, Hideki Minoura
    • Journal Title

      Electrochemical and Solid-State Letters 9(2)

      Pages: H16-H18

  • [Journal Article] Application of semisquaric acids as sensitizers for zinc oxide solar cell2006

    • Author(s)
      M.Matsui, H.Mase, Ji-Ye Jin, K.Funabiki, T.Yoshida, H.Minoura
    • Journal Title

      Dyes and Pigments 70

      Pages: 48-53

  • [Journal Article] 色素増感太陽電池における酸化亜鉛の魅力2006

    • Author(s)
      箕浦秀樹, 吉田 司
    • Journal Title

      MATERIAL STAGE Vol.5,No.10

      Pages: 39-45

  • [Journal Article] Formation of highly crystallized Beta-PbO thin films by cathodic electrodeposition of Pb and its rapid oxidation in air2005

    • Author(s)
      Seiichi Sawatari, Shirou Ogawa, Tsukasa Yoshida, Hideki Minoura
    • Journal Title

      Advanced Functional Materials 15(2)

      Pages: 297-301

  • [Journal Article] Application of near-infrared absorbing hepatamethine cyanine dyes as sensitizers for zinc oxide solar cell2005

    • Author(s)
      Masaki Matsui, Yoshimi Hashimoto, Kazumasa Funabiki, Ji-Ye Jin, Tsukasa Yoshida, Hideki Minoura
    • Journal Title

      Synthetic Metals 148

      Pages: 147-153

  • [Journal Article] Electrodeposition of TiO_2 Thin Film by Anodic Formation of Titanate/Benzoquimnone Hybrid2005

    • Author(s)
      Seiichi Sawatani, Tsukasa Yoshida, Tomokazu Ohya, Takayuki Ban, Yasutaka Takahashi, Hideki Minoura
    • Journal Title

      Electrochemical and Solid-State Letters 8

      Pages: C69-C71

  • [Journal Article] Capacitance and Field-Driven Electrochemically Self-Assembled Nanoporous ZnO/Dye Hybrid Films2005

    • Author(s)
      Torsten Oekermann, Tsukasa Yoshida, Cathrin Boeckler, Jurgen Caro, Hideki Minoura
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry B 109

      Pages: 12560-12566

  • [Journal Article] フィルム型カラフル太陽電池「レインボーセル」の開発2005

    • Author(s)
      吉田 司
    • Journal Title

      日本エネルギー学会誌 84(3)

      Pages: 178-179

  • [Journal Article] デザイン自在の太陽電池「レインボーセル」2005

    • Author(s)
      吉田 司
    • Journal Title

      コンバーテック 5

      Pages: 33-8

  • [Journal Article] Room-Temperature Synthesis of Porous Nanoparticulate TiO_2 Films for Flexible Dye-Sensitized Solar Cells

    • Author(s)
      Dongshe Zhang, Tsukasa Yoshida, Torsten Oekermann, Ken Furuta, Hideki Minoura
    • Journal Title

      Advanced Functional Materials (印刷中)

  • [Book] 6.2.2「色素増感太陽電池」書名「第5版実験化学講座25巻」2006

    • Author(s)
      箕浦秀樹, 吉田司(分担執筆)
    • Total Pages
      428
    • Publisher
      丸善
  • [Book] 第6章「有機太陽電池:応用の可能性」書名「有機薄膜太陽電池の最新技術」2005

    • Author(s)
      吉田 司
    • Total Pages
      313
    • Publisher
      シーエムシー出版
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 発光デバイス及びこの発光デバイスを用いたエラクトロルミネッセンス2005

    • Inventor(s)
      吉田 司, 巽浦 秀樹, 小松 大輔, ディエリー・ポーポルトゥ, ダニエル・ランコ
    • Industrial Property Rights Holder
      岐阜大学CNRS
    • Industrial Property Number
      特願2005-155911
    • Filing Date
      2005-05-27

URL: 

Published: 2007-04-02   Modified: 2016-04-21  

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