2017 Fiscal Year Research-status Report
界面分子エピタキシャルによる近赤外光電変換デバイスの創成
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16K05715
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
金井塚 勝彦 山形大学, 理学部, 准教授 (50457438)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 近赤外 / 集積 / 電極 / 光電流 / フタロシアニン / ナフタロシアニン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
サステイナブル社会の実現には、枯渇資源利用からの脱却＝再生可能エネルギー安定供給システムの創出が重要な課題である。再生可能エネルギーの創出はすでに様々な角度からプロジェクトが展開されており、太陽光発電（蓄電）、燃料電池、熱電、バイオエタノールなどが挙げられる。その中で無尽蔵に降り注ぐエネルギー利用の観点から、申請者は太陽光利用に着目した研究を遂行している。本プロジェクトの研究目的は、これまで申請者が報告してきた、可視光に吸収をもつ界面分子エピタキシャルデバイスの構築技術を基盤として、研究開発の進んでいない近赤外に吸収をもつデバイス構築のための分子技術を確立することである。
本研究では、界面分子エピタキシャルによる近赤外光電変換デバイスの創成を実現するために、π共役系が拡張したフタロシアニン誘導体、およびナフタロシアニン誘導体を用いて，配向を制御しながら電極上で集積構造を構築する。
まずはフタロシアニンに着目して、中心にシラノール基を導入した誘導体を合成した。フタロシアニンは溶解度が低いという欠点が挙げられるが、アキシャル位にブタノールを導入すると、溶解度が向上することがわかった。そのため、溶解性のあるこの分子を用いて、基板上への集積化を試みた。反応温度や時間を制御しながら、この誘導体を透明電極上で逐次連結させることで、フタロシアニン骨格に特徴的なSoret帯とQ帯がエネルギーシフトしていくことがわかった。この集積体修飾電極は700nmより長波長側まで光吸収することがわかった。また、３電極系電気化学セルを構築し、光照射したところ安定したカソード電流の発生が確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請書で提案した研究計画書に沿って実験を進めたところ、予想に近い結果が得られた。その成果はすでに論文として学術誌に受理された。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、界面分子エピタキシャルによる近赤外光電変換デバイスの創成を実現するために、π共役系が拡張したフタロシアニン誘導体、およびナフタロシアニン誘導体を用いて，配向を制御しながら電極上で集積構造を構築する。すでにフタロシアニン誘導体を利用した研究は想定どおりの成果が得られており、最終年度では、より吸収エネルギーの低いナフタロシアニン誘導体を用いて界面集積体を構築する。また、光電流測定を行い、その成果を論文に纏める。
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