2010 Fiscal Year Annual Research Report
酸化物半導体と有機分子間の界面電荷移動遷移に基づく光電変換デバイスの物性制御
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22750120
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
藤沢 潤一 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任助教 (20342842)
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| Keywords | 有機系太陽電池 / 酸化チタン / ジシアノメチレン化合物 / 界面錯体 / TCNQ |
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| Research Abstract |
酸化チタン(TiO_2)とジシアノメチレン化合物(TCNX)の界面錯体を用いた新型有機系太陽電池の物性制御を目的に、TCNQに電子供与性置換基を導入したTCNQ-Me_4の合成とこの化合物を用いた光電変換領域の長波長化と、光電変換とキャリアダイナミクスにおけるTiO_2の化学修飾効果について研究を行った。
(1)TCNQ-Me_4の合成と光電変換領域の長波長化
TCNQ-Me_4をBryceらが報告した合成方法(J.Org.Chem.57,1690(1992))に従い合成した。得られたTCNQ-Me_4のアセトニトリル溶液に、TiO_2多孔質電極を浸漬して作製した光アノード電極と、正孔輸送剤としてヨウ素電解液(1M LiI,0.025M I_2/アセトニトリル)、対極として白金蒸着FTO基板を用いて電気化学太陽電池を作製した。この太陽電池の分光感度特性を調べた結果、入射光-電流変換効率(IPCE)のピーク位置が約620nm、立上りが900nmのIPCEスペクトルが観測された。TiO_2-TCNQ太陽電池と比較した結果、メチル基を4つ導入することでIPCEの立上りが120nm程度長波長シフトすることがわかった。
(2)光電変換とキャリアダイナミクスにおけるTiO_2の化学修飾効果
種々のコール酸誘導体を用いてTiO_2表面の共吸着剤効果を検討した結果、TiO_2-TCNQ太陽電池のエネルギー変換効率が大幅に増加することがわかった。なかでもウルソデオキシコール酸を用いた場合に、最も高い値が得られ、さらに、電解液にグアニジニウムイオンを添加することで、エネルギー変換効率約3.2%を達成した。また、本予算で購入したオシロスコープとレーザーダイオードを用いて、次年度実施予定の電子寿命測定装置を構築した。
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