ホウ素錯体をクロモフォアとする太陽電池色素の高性能化

• 研究課題/領域番号: 15K05422
• 研究種目: 基盤研究(Ｃ)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 有機化学
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 小野 克彦 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20335079)
• 研究期間 (年度): 2015-10-21 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: ホウ素錯体色素 / 色素増感太陽電池 / 電荷移動遷移 / 電子注入効率 / 双極子モーメント / ホウ素色素 / ホウ素錯体 / 太陽電池色素 / 色素吸着 / 電子注入 / 色素吸着量

研究成果の概要

ホウ素錯体をクロモフォアにもつ太陽電池色素の高性能化について研究を行った。本課題では、色素の光吸収特性と電子輸送性の改良を目的に新たなホウ素錯体色素を開発した。この物性および太陽電池特性を調査したところ、光吸収→励起→電子注入の過程がスムーズに起こることを確認した。その結果、最大外部量子効率が80%台である色素増感太陽電池の作製に成功した。また、変換効率は5.2%を記録し、これはホウ素錯体色素の中で良好な値であった。本研究により、色素増感太陽電池で使用するホウ素錯体色素に関して有用な知見が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Multifunctional organic dyes: anion-sensing and light-harvesting properties of curcumin boron complexes (2017)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Tsuchikawa, Aya Takao, Takashi Funaki, Hideki Sugihara, Katsuhiko Ono
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: - 号: 58 ページ: 36612-36616
  • DOI: 10.1039/c7ra06778j
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Synthesis and Crystal Structure of 4,8-Di-tert-butyl-1,3,5,7(2,5)-tetraoxadiazola-2,6(2,6)-dipyridina-4,8(1,3)-dibenzenacyclooctaphane (2017)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Ono, Satoshi Karasuda, Masaaki Tomura
  • 雑誌名: Heterocycles 巻: 94 号: 12 ページ: 2209-2214
  • DOI: 10.3987/com-17-13815
  • NAID: 40021421516
  • 査読あり
• [学会発表] Molecular Structure and Electrochemical Properties of Quinacridonequinone BF2 Complex (2018)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Moriya, Ryohei Shimada, Katsuhiko Ono
  • 学会等名: 2nd FRIMS International Symposium on Frontier Materials
  • 国際学会
• [学会発表] Boron β-Ketoiminate Organic Dyes for Dye-Sensitized Solar Cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Fumina Yumioka, Katsuhiko Ono
  • 学会等名: 2nd FRIMS International Symposium on Frontier Materials
  • 国際学会
• [学会発表] Synthesis and Properties of BF2 Complex Dye with Improved Linearity (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuki Sakura, Keisuke Banno, Katsuhiko Ono
  • 学会等名: 2nd FRIMS International Symposium on Frontier Materials
  • 国際学会
• [学会発表] キナクリドンキノンBF2 錯体の構造及び生成メカニズムの解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 森谷晃一朗，島田涼介，小野克彦
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会(2018)
• [学会発表] 拡張型トリフェニルアミンをもつ(1,3-ジケトナト)ボロンジフルオリド誘導体の合成研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐倉裕規，阪野圭亮，小野克彦
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会(2018)
• [学会発表] 5,6,11,12,17,18-ヘキサヒドロキシトリナフチレン誘導体の合成と性質 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西田圭吾，加藤真一郎，小野克彦，北村千寿
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会(2018)
• [学会発表] πスペーサーを有するホウ素キレート化合物の半導体特性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 杉浦壮，鈴木啓司，小野克彦
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会(2018)
• [学会発表] クルクミンホウ素錯体のクロミズム特性を用いたアニオンセンシング (2017)
  • 著者名/発表者名: 土川将宏，小野克彦
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会2017
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 2017-03-19
• [学会発表] β-ケトイミネートホウ素錯体をもつ直線性の高い増感色素 (2017)
  • 著者名/発表者名: 弓岡史奈，小野克彦
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会2017
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 2017-03-19
• [学会発表] ビス(ジオキサボリン)誘導体の合成と光学特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石河文康，横井寛，小野克彦
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会2017
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 2017-03-19
• [学会発表] 可溶性ビテトラセンの合成と性質 (2017)
  • 著者名/発表者名: 北村千寿，本田 匡，小野克彦，西田純一，川瀬 毅
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会2017
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 2017-03-18
• [学会発表] n型半導体特性を示すホウ素キレート化合物の固体電子物性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木啓司，小野克彦
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会2017
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] ジインデノテトラセン二量体の合成と性質 (2017)
  • 著者名/発表者名: 辻航平，川瀬毅，西田純一，小野克彦，北村千寿
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会2017
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] 酸添加によりアニオン認識を示すマクロサイクルレセプター (2017)
  • 著者名/発表者名: 烏田諭志，小野克彦
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会2017
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] Application of Organoboron Compounds to High Performance n-Type Semiconductors and Sustainable Dye Sensitizers (2017)
  • 著者名/発表者名: So Sugiura, Masahiro Tsuchikawa, Keiji Suzuki, Katsuhiko Ono
  • 学会等名: 2017 International Symposium for Advanced Materials Research (ISAMR 2017)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Organic Dyes Containing Boron β-Ketoiminate Moieties for Dye-Sensitized Solar Cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Fumina Yumioka, Katsuhiko Ono
  • 学会等名: 2017 International Symposium for Advanced Materials Research (ISAMR 2017)
  • 国際学会
• [学会発表] アセチレンで架橋されたホウ素キレートの電子物性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 杉浦壮，鈴木啓司，小野克彦
  • 学会等名: 第28回基礎有機化学討論会
• [学会発表] β-ケトイミネートホウ素錯体色素の太陽電池評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 弓岡史奈，舩木敬，杉原秀樹，小野克彦
  • 学会等名: 第28回基礎有機化学討論会
• [学会発表] ベンゼン系溶媒中でのビス(ジオキサボリン)誘導体の発光挙動 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石河文康，小野克彦
  • 学会等名: 第28回基礎有機化学討論会
• [学会発表] 2,3-ジニトロキニザリンの合成と溶媒依存光物性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中川秀美，竹原宗範，加藤慎一郎，丸尾雅啓，小野克彦，藤本和宏，北村千寿
  • 学会等名: 第28回基礎有機化学討論会
• [学会発表] Boc 基を用いた熱変換型有機半導体の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 牧野雄也，今枝優太，小野克彦
  • 学会等名: 第48回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
• [学会発表] ナフトキノン環化三量体の誘導体の合成と反応 (2017)
  • 著者名/発表者名: 西田圭吾，加藤真一郎，小野克彦，北村千寿
  • 学会等名: 第11回有機π電子系シンポジウム
• [学会発表] 可溶性ビテトラセン誘導体の合成と性質 (2016)
  • 著者名/発表者名: 本田匡，小野克彦，西田純一，川瀬毅，北村千寿
  • 学会等名: 第10回有機π電子系シンポジウム
  • 発表場所: あうる京北（京都市）
  • 年月日: 2016-12-15
• [学会発表] 水分子を包接する擬似マクロサイルの物性調査 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中川智裕，小野克彦
  • 学会等名: 第6回CSJ化学フェスタ2016
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京）
  • 年月日: 2016-11-15
• [学会発表] N-Bocピロールの分子変換反応を用いた有機半導体の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 牧野雄也，小野克彦
  • 学会等名: 第6回CSJ化学フェスタ2016
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京）
  • 年月日: 2016-11-15
• [学会発表] ビス(ジオキサボリン)の基礎物性と機能性色素としての展開 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石河文康，横井寛，小野克彦
  • 学会等名: 第47回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
  • 年月日: 2016-11-05
• [学会発表] 5,12-ジアルキニルテトラセン誘導体の合成と性質 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平松勇人，古川渉，西田純一，川瀬毅，小野克彦，北村千寿
  • 学会等名: 第25回有機結晶シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2016-09-19
• [学会発表] クルクミンホウ素錯体のクロミズム特性と太陽電池特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 土川将宏，高尾綾，舩木敬，杉原秀樹，小野克彦
  • 学会等名: 第27回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 広島国際会議場
  • 年月日: 2016-09-02
• [学会発表] 酸添加により生じるピリジニウムイオンを利用したアニオン認識 (2016)
  • 著者名/発表者名: 烏田諭志，小野克彦
  • 学会等名: 第27回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 広島国際会議場
  • 年月日: 2016-09-01
• [学会発表] 5,12-ジフェニルテトラセンの縮環反応を利用した多環式芳香族炭化水素の合成と性質 (2016)
  • 著者名/発表者名: 辻航平，川瀬毅，西田純一，小野克彦，北村千寿
  • 学会等名: 第27回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 広島国際会議場
  • 年月日: 2016-09-01
• [学会発表] O^N配位ホウ素錯体を用いたドナー-π-アクセプタ型太陽電池色素 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石河文康, 小野克彦
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] ピリジンの窒素部位を環内側に有するマクロサイクルの合成と物性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 烏田諭志, 小野克彦
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] 水分子を包接した擬似マクロサイクルの合成と物性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中川智裕, 小野克彦
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] Boc基を用いた溶液プロセスが可能な熱変換型有機半導体の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 牧野雄也, 小野克彦
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] ホウ素キレート化合物のπ共役系拡張による物性への影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木啓司, 小野克彦
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] クロミズム特性を有するクルクミンホウ素錯体の太陽電池色素への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 土川将宏, 高尾 綾, 小野克彦
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] アルコキシ基を有するアントラキノン / アントラセン二量体の合成と性質 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平松勇人，古川 渉，竹原宗範，井上吉教，北村千寿，西田純一，川瀬 毅，小野克彦
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] Solid-state optical properties and crystal structures of 1,4-dipropoxy-9,10-anthraquinone polymorphs (2015)
  • 著者名/発表者名: Chitoshi Kitamura, Sining Li, Munenori Takehara, Yoshinori Inoue, Katsuhiko Ono, Takeshi Kawase, Kazuhiro Fujimoto
  • 学会等名: 2015環太平洋国際化学会議
  • 発表場所: Hawaii Convention Center (Honolulu)
  • 年月日: 2015-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] 光捕集能及びイオンセンシング機能を有するクルクミンホウ素錯体を用いた太陽電池色素の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 土川将宏，高尾 綾，船木 敬，杉原秀樹，小野克彦
  • 学会等名: 第42回有機典型元素化学討論会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2015-12-05
• [学会発表] ホウ素錯体色素における折れ曲がり構造と物性の関係 (2015)
  • 著者名/発表者名: 阪野圭亮, 小野克彦
  • 学会等名: 第9回有機π電子系シンポジウム
  • 発表場所: レイクサイド入鹿（犬山）
  • 年月日: 2015-11-20
• [学会発表] ホウ素キレート化合物の溶液安定性に対するπ共役拡張の効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木啓司, 小野克彦
  • 学会等名: 第9回有機π電子系シンポジウム
  • 発表場所: レイクサイド入鹿（犬山）
  • 年月日: 2015-11-20
• [学会発表] クルクミンホウ素錯体を用いた太陽電池色素のクロミズム特性に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 土川将宏, 高尾 綾, 小野克彦
  • 学会等名: 第9回有機π電子系シンポジウム
  • 発表場所: レイクサイド入鹿（犬山）
  • 年月日: 2015-11-20
• [学会発表] アルコキシ基を有するアントラキノン/アントラセンの合成と性質 (2015)
  • 著者名/発表者名: 平松勇人, 古川 渉, 北村千寿, 西田純一, 川瀬 毅, 小野克彦
  • 学会等名: 第9回有機π電子系シンポジウム
  • 発表場所: レイクサイド入鹿（犬山）
  • 年月日: 2015-11-20
• [学会発表] Synthesis and Properties of Boron-Chelating Bithiophene Derivatives Extended by Olefinic Accetylenic Spacers (2015)
  • 著者名/発表者名: Keiji Suzuki, Yilihamu Yisilamu, Katsuhiko Ono
  • 学会等名: The 13th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry
  • 発表場所: Rihga Royal Hotel Kyoto（Kyoto）
  • 年月日: 2015-11-12
  • 国際学会
• [学会発表] Light-Harvesting and Ion-Sensing Properties of Curcumin Boron Complexes for Dye-Sensitized Solar Cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Tsuchikawa, Aya Takao, Takashi Funaki, Hideki Sugihara, Katsuhiko Ono
  • 学会等名: The 13th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry
  • 発表場所: Rihga Royal Hotel Kyoto（Kyoto）
  • 年月日: 2015-11-10
  • 国際学会
• [学会発表] n型半導体特性を示すビチオフェン誘導体の合成と物性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木啓司, Yilihamu Yisilamu, 小野克彦
  • 学会等名: 第46回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • 発表場所: 三重大学
  • 年月日: 2015-11-07
• [備考] 名古屋工業大学 小野克彦研究室
  • URL: http://ono.web.nitech.ac.jp/
• [備考] 研究者データベース：小野克彦
  • URL: http://researcher.nitech.ac.jp/html/84_ja.html
• [備考] 研究者データベース：小野克彦
  • URL: http://researcher.nitech.ac.jp/html/84_ja.html?l=ja&k=%E5%B0%8F%E9%87%8E%E3%80%80%E5%85%8B%E5%BD%A6&o=title-a&p=1
• [備考] 名古屋工業大学 小野克彦研究室
  • URL: http://www.ach.nitech.ac.jp/~physchem/ono/index.htm