2015 Fiscal Year Annual Research Report
色素増感太陽電池の高効率化を指向した色素分子間距離の評価
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25410202
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
駒口 健治 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80291483)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 色素増感太陽電池 / 色素凝集 / スピンプローブ色素 / 電子スピン共鳴法 / 最隣接平均分子間距離 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度は、嵩高い置換基を有するスピンプローブ色素（Dye-B6）を大量合成し、その凝集評価およびDSSC 光電変換特性の評価を行った。Dye-B6は、Dye-Bのπ共役系主骨格を構成するフルオレンにn-ヘキシル基を２つ導入したもので、TiO2に吸着したときに置換基による分子間立体反発が生じ、凝集緩和が期待できる。Dye-B6の光物性および電気化学的性質は、Dye-Bに類似しており、ヘキシル基を導入した影響は少ないことがわかった。
単独吸着のとき、Dye-B6のx_esrとx_calcのプロットは傾き１の直線にほぼ乗っており（x_esr≒ x_calc）、分散剤なしで均一分散して吸着することがわかった。Dye-B6を用いて組み立てたDSSCの光電変換特性は、単独吸着において、Dye-BのCDCA共吸着に近い性能を示した。しかし、単独吸着のとき、吸着量がほぼ同じにも関わらず、Dye-B6のIPCE_maxはDye-Bよりも高くなり、CDCA共吸着のときDye-BのIPCEmaxは大きく向上したがDye-B6はほとんど変化しなかった。この結果は、Dye-B よりも凝集しにくいDye-B6の方が光増感剤としての電子注入効率が優れていることを示唆しており、嵩高い置換基の導入の効果と考えられる。
本研究では、スピンプローブ色素を用いて、TiO2上の色素の凝集状態を分子レベルで評価したことにより、分散剤の添加は単に色素の凝集緩和だけでなく暗電流抑制の役割を果たしていることを明らかにし、色素吸着量の違いにより色素の吸着形態が変化することを示唆する興味深い結果を得ることができた。TiO2上に吸着した色素分子の吸着形態（直立しているのか、傾いているのか）に関する問題、最近、理論計算の研究グループからも指摘されている。TiO2上での吸着形態については、今後、詳細なESR測定を行っていく予定である。
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Research Products
(1 results)
