2016 Fiscal Year Annual Research Report
Functionalization of conducting polymers by aromatic phosphonium based ionic liquids and the application to dye-sensitized solar cells
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26410104
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| Research Institution | Wakayama National College of Technology |
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Principal Investigator |
綱島 克彦 和歌山工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (90550070)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | イオン液体 / ホスホニウム塩 / 導電性高分子 / 電解重合 / 有機太陽電池 / 色素増感型太陽電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
色素増感太陽電池に用いられる白金電極の代替としてπ共役系導電性高分子材料が検討されているが、イオン液体電解質との組み合わせで用いられた研究例はほとんどない。そこで本研究は、リン原子由来の特異性と機能性を発現する芳香族リン系ホスホニウムイオン液体を採りあげ、それらと導電性高分子材料を効果的に組み合わせることによって、新しい色素増感太陽電池電極系の構築を試みることを目的とした。
平成２８年度は本研究の最終年度であり、これまでに設計してきたホスホニウムイオン液体型電解質、およびこれらの電解質とのマッチングにより創製された導電性高分子電極を用いた色素増感太陽電池の構築とセル特性評価（I-V特性や変換効率等）を実施した。まず、ポリチオフェンおよびポリチオフェン誘導体（P3HTおよびPEDOT）を導電性高分子材料の主たる検討対象とした。これらの導電性高分子の電気化学特性を、N(SO2CF3)2-（TFSA）、N(SO2F)2-（FSA）やB(CN)4-（TCB）等のアニオンを有する芳香環導入型ホスホニウムイオン液体を電解質とする系で評価したところ、高い電気化学応答を示すことが確認された。この実験検討の中で、ホスホニウムカチオンのドーピングにより高い効果が発現することが分かり、導電性高分子材料の機能化への新たな視点が見出された。さらに、当該重合膜を太陽電池セルの電極材料に適用したところ良好な発電性能を示すことが確認されたが、条件の最適化も含めて更なる改良の余地は残されており、今後の課題とする。上記以外にも、カルボン酸アニオン型新規イオン液体電解質、カーボン微粒子/導電性高分子コンポジット導電膜、芳香族ジアミン型導電性高分子材料、およびホスホニウムイオン液体型ポリマー電解質系についても実験的知見が得られており、更なる拡張の布石としたい。
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