| 研究課題/領域番号 |
12450347
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
工業物理化学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
山田 淳 九州大学, 工学研究院, 教授 (30136551)
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| 研究分担者 |
秋山 毅 九州大学, 工学研究院, 助手 (20304751)
新留 康郎 九州大学, 工学研究院, 助手 (50264081)
米村 弘明 九州大学, 工学研究院, 助教授 (40220769)
馬 延麗 九州工業技術研究所, ファイン素材部, 研究員
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
6,700千円 (直接経費: 6,700千円)
2002年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2001年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
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| キーワード | 電子供与体 / 電子受容体 / 金ナノ粒子 / 電子移動 / 光電変換 / 光電池 / 自己組織化 / 単分子膜 / 修飾電極 / ルテニウム錯体 |
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| 研究概要 |
本研究により得られた研究成果を以下にまとめる。
(1)ルテニウム錯体-ビオローゲン連結色素による光電変換
可視光を効率よく吸収する電子供与体(D)としてルテニウム錯体を選び、ビオローゲンを電子受容体(A)とする連結色素を合成した。自己組織化法によって色素の単分子膜を金電極表面に構成した。電子供与体に対して複数の電子受容体を配置させる事が光電変換効率の向上に重要である事を明らかにした。また電子供与体-受容体間距離がヘプチル基程度の長さが最適である事も明らかにした。さらに、D:A=1:2の色素の方が、D:A=1:1の色素より2倍以上の光電流効率を示すことを明らかにした。
(2)ポルフィリン-フラーレン系の光電変換
電子供与体として吸光係数が極めて大きいポルフィリン(D)、電子受与体として三重項状態が安定なフラーレン(A)の系について、単分子層膜をITO電極上に構成した。DとAの対を形成する方が格段に大きい光電流が得られる事を明らかにした。
(3)金ナノ粒子を用いる光電変換
金ナノ粒子表面への単分子膜作製について検討した。金ナノ粒子と色素を交互に自己組織化したものや、金ナノ粒子を堆積させた多孔性電極への自己組織化により作製した光電変換素子について、平面構造の単分子膜修飾電極と性能の比較を行った。その結果、金ナノ粒子を用いることで30倍程度の性能向上を実現できた。
(4)光電池への展開
色素を修飾した電極と対極で構成されるサンドイッチ構造の二極式の光電池を組み立てた。0.4Vの起電力、数μAの短絡電流を得た。単分子膜を用いた世界最薄の光電池である。
(5)双方向性光電変換素子の創製
逆方向の光電流機能を示す2種の色素より成る単分子膜を構成し、波長を変えて光電流を測定した。その結果500nm以下と600nm以上で逆方向の光電流が認められた。双方向性分子フォトダイオードを世界ではじめて実証した。
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