固体蛍光共鳴エネルギー移動特性を示す蛍光性金属錯体の創製と光電子デバイスへの展開

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20750161
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 大山 陽介 Hiroshima University, 大学院・工学研究科, 助教 (60403581)
• Keywords: 固体蛍光 / 光物性 / 蛍光性金属錯体 / 色素増感太陽電池 / 光電子デバイス

Research Abstract

本年度は、カルバゾオキサゾール系蛍光性色素配位子(1)とそのルテニウム錯体色素(Ru-(1))を分子設計・合成し、それらの固体光電子物性評価を行った。さらに、色素配位子(1)およびRu錯体色素(Ru-(1))を用いた色素増感太陽電池の機能評価を行った。得られた結果を以下に示す。
1. 蛍光性色素配位子(1)とそのルテニウム錯体色素(Ru-(1))の合成
2-ヒドロキシカルバゾールを出発原料として4段階の反応を経て、新規なカルバゾオキサゾール系蛍光性色素配位子(1)を合成した。さらに、配位子(1)とRu(bipy)_2Cl_2を反応させることで、ルテニウム錯体色素(Ru-(1))を得ることができた。
2. 色素配位子(1)とRu錯体色素(Ru-(1))の光物性
色素配位子(1)とRu錯体色素(Ru-(1))の溶液中での可視吸収および蛍光スペクトル測定、蛍光量子収率測定を行った。DMF中の可視吸収スペクトルにおいて、色素配位子(1)は425nmと351nmに吸収極大を示した。一方、Ru錯体色素(Ru-(1))において、色素配位子由来の吸収帯が428nmと353nm付近に出現し、さらに、MLCT吸収帯が530nm付近に出現した。対応する蛍光スペクトルでは、色素配位子(1)の蛍光極大波長は459nmに出現し、蛍光量子収率(φ)は中程度の50%であった。一方、Ru錯体色素(Ru-(1))は600nm付近に微弱な蛍光性を示した。
3. 色素配位子(1)およびRu錯体色素(Ru-(1))を用いた色素増感太陽電池
色素配位子(1)およびRu錯体色素(Ru-(1))を用いた色素増感太陽電池を作製し、光電変換特性の評価を行った。その結果、色素配位子(1)とRu錯体色素(Ru-(1))の光電変換効率はそれぞれ0.2%と0.1%であった。

Research Products

• [Journal Article] 蛍光性色素の色素増感太陽電池への応用 (2009)
  • Author(s): 大山陽介
  • Journal Title: 化学工業 60(印刷中)
• [Journal Article] Photovoltaic performance of dye-sensitized solar cells based on a series of new-type donor-acceptor π-conjugated sensitizer, benzofuro [2, 3-c] oxazolo [4, 5-a] carbazole fluorescent dyes (2009)
  • Author(s): 大山陽介
  • Journal Title: Journal of Photochemistry and Photobiology A : Chemistry (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Mechanofluorochromism of a Series of Benzofuro [2, 3-c] oxazolocarbazole-type Fluorescent Dyes (2008)
  • Author(s): 大山陽介
  • Organizer: 8^<th> International symposium on Functional π-Electron Systems
  • Place of Presentation: グラーツ, オーストリア
  • Year and Date: 2008-07-21