2013 Fiscal Year Research-status Report
ナノ多孔質半導体の表面および構造因子と色素増感電子移動特性の相関解明および制御
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25790013
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
米谷 真人 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (40578647)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 色素増感 / 酸化チタン / 結晶面 / 表面化学 / 電子移動 / 光化学 |
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| Research Abstract |
結晶面制御による酸化チタンナノ粒子の均一かつ再現性の高い合成方法を確立した。これにより、最安定面{101}および活性面{100}、{001}面を多く含む酸化チタンを段階的に調整し、光励起色素からの電子移動速度をStern-Volmerプロットにより見積もった。これより、活性{100}および{001}面のいずれが増加しても、電子移動速度が向上することが明らかとなり、これを学会にて発表した。この特性は、色素増感型光触媒および太陽電池に適用することで、従来の酸化チタンでは得られない高い効率を達成する可能性があり、まず、{001}面の色素増感系光触媒と太陽電池に導入し、その特性評価を行った。
可視光照射下において、色素を担持したP25酸化チタンおよび{001}面を多く有する酸化チタンとで光触媒的水素生成の特性比較を行ったところ、従来の酸化チタンでは反応が進まない条件においても反応が進むことが明らかとなった。この理由はStern-Volmerプロットによる電子移動速度の見積もりにより、活性面により電子移動特性が向上したことにあると結論した。
さらに、色素増感太陽電池系において、この活性{001}面を適用したところ、色素からの電子注入特性において早くなる傾向が見られ、これにより注入特性の低い色素の効率向上が可能であることが示唆される結果を得た。
本年度は、注入特性の低い色素での注入特性向上による、太陽電池特性の向上を目指して検討を進めている。
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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
結晶面制御による酸化チタンナノ粒子の均一かつ再現性の高い合成方法を確立し、これを色素増感系に適用して、光触媒系および太陽電池系に適用して、電子移動特性の向上を確認した。
この特性を利用してより高効率な系の構築を進めるべく、現在検討をしており当初の予定通りに研究は推移している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、結晶面特性と色素増感系での電子移動特性と結晶面特性の関連の詳細を明らかにする研究を遂行する。
さらには、表面分析の手法を導入して、電子移動特性の原因を突き止め、界面の静的構造を提案する予定で研究を推進している。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初想定した合成計画よりも順調に研究が推移したため、消耗品費用が予想額を下回ったため。また、出張旅費についても想定額より少なかったため、当初想定額を次年度へのさらなる研究推進のための試薬等消耗品費にあてることとした。
太陽電池形成、酸化物半導体合成試薬の消耗品費用に充当する予定である。
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