2009 Fiscal Year Annual Research Report
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20760606
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
王 暁峰 Gifu University, 工学研究科, 産官学連携研究員 (40434899)
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| Keywords | クロロフィル / 色素増感太陽電池 / 高効率 / 時間分解吸収スペクトル / 光合成色素 |
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| Research Abstract |
クロロフィル増感太陽電池の変換効率を向上する為に、クロロフィル色素の光吸収効率、クロロフィル色素と酸化チタン半導体問の電子注入効率及び電子収集効率の改善を行った。光吸収効率はクロリン環をバクテリアクロリン環に交換することにより、大幅に改善した。更に、クロリン環及びポルフリン環のクロロフィル色素を混合使用することにより、変換効率は30%以上増大した。電子注入効率を改善する為に、クロリン環のpi電子をQy方向に展開して、色素のLUMO及びHOMOエネルギー準位を移動した。太陽電池の変換効率は新規色素を利用することにより元の3.8%から6,5%まで、大幅に向上した。電池の電子収集効率を改善する為に、クロリン色素のC17位に長いアルキル基を導入した。この分子設計することにより、太陽電池の変換効率は更に8%まで増大した。この変換効率はクロロフィル及びポルフリンを用いた色素増感太陽電池の中で最も高くて、世界一のレベルと言える。
クロロフィル太陽電池の電子輸送の原理を解明する為に、femto秒時間分解吸収スペクトルの測定を行った。時間分解吸収のデーターはフィティングすることにより、電子注入時間と逆電子移動時間を測定した。長いアルキル基を持っているクロロフィル色素は普通のクロロフィル色素と比べて、色素の濃度を増大しても、電子寿命の変化はなくて、exciton annihilationの影響は相対的に小さいと考えられる。一方、アルキル基ある太陽電池の大きい高電圧は電池の長い電子寿命でよく説明できる。これらの研究に基づいてクロロフィル太陽電池の応用も進んでいる。
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Research Products
(15 results)
