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スペックルパターン位相差顕微鏡を用いた3次元光誘起電子顕微測定法

研究課題

研究課題/領域番号 15K05549
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 分析化学
研究機関中央大学

研究代表者

片山 建二  中央大学, 理工学部, 教授 (00313007)

研究分担者 桑原 彰太  東邦大学, 理学部, 講師 (10612658)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード色素増感太陽電池 / 位相差顕微鏡 / 屈折率 / 光励起キャリヤ / 顕微分光法 / 太陽電池 / 光触媒 / 過渡格子 / 時間分解分光法 / 増感型太陽電池
研究成果の概要

本研究課題では、近年注目されている次世代の太陽電池である、増感型太陽電池において、その性能を向上させるために、性能低下の原因とされる光励起キャリヤ(電子やホール)の再結合過程が、どのような時間でどのような場所で起きているかを明らかにするための時間分解・顕微分光法を開発することを目指した。性能向上よりも性能低下の要因を明らかにするところに特徴がある。具体的には、よく使われるルテニウム色素に対して、コバルトレドックスの相性がなぜ悪くなるか、TEMPOレドックスにより、なぜ性能が向上しないのかを明らかにした。さらに、新しい位相差顕微鏡を作成し、光励起キャリヤの屈折率変化の時間分解計測に成功した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 6件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] Boston College(米国)

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      2017 実績報告書
  • [国際共同研究]

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      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Boston Collage(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Photoexcited charge carrier dynamics of interconnected TiO2 nanoparticles: evidence of enhancement of charge separation at anatase?rutile particle interfaces2018

    • 著者名/発表者名
      Shingai Daiki、Ide Yusuke、Sohn Woon Yong、Katayama Kenji
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      巻: 20 号: 5 ページ: 3484-3489

    • DOI

      10.1039/c7cp07563d

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Charge carrier kinetics in hematite with NiFeO x coating in aqueous solutions: Dependence on bias voltage2018

    • 著者名/発表者名
      Sohn Woon Yong、Thorne James E.、Zhang Yaohong、Kuwahara Shota、Shen Qing、Wang Dunwei、Katayama Kenji
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      巻: 353 ページ: 344-348

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2017.11.029

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dependences of the Optical Absorption, Ground State Energy Level, and Interfacial Electron Transfer Dynamics on the Size of CdSe Quantum Dots Adsorbed on the (001), (110), and (111) Surfaces of Single Crystal Rutile TiO22017

    • 著者名/発表者名
      Toyoda Taro、Shen Qing、Kamiyama Keita、Katayama Kenji、Hayase Shuzi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 121 号: 45 ページ: 25390-25401

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b09371

    • NAID

      120006537424

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Slow hot carrier cooling in cesium lead iodide perovskites2017

    • 著者名/発表者名
      Shen Qing、Ripolles Teresa S.、Even Jacky、Ogomi Yuhei、Nishinaka Koji、Izuishi Takuya、Nakazawa Naoki、Zhang Yaohong、Ding Chao、Liu Feng、Toyoda Taro、Yoshino Kenji、Minemoto Takashi、Katayama Kenji、Hayase Shuzi
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 111 号: 15 ページ: 153903-153903

    • DOI

      10.1063/1.4991993

    • NAID

      120006529956

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Investigation of Photoexcited Carrier Dynamics in Hematite and the Effect of Surface Modifications by an Advanced Transient Grating Technique2017

    • 著者名/発表者名
      Woon Yong Sohn, Shota Kuwahara, James E. Thorne, Dunwei Wang, Kenji Katayama
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 2 号: 3 ページ: 1031-1035

    • DOI

      10.1021/acsomega.7b00021

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Anomalous enhancement by alkylamine of the dye-sensitized solar cells using TEMPO redox2017

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Taisei、Sohn Woon Yong、Shen Qing、Kuwahara Shota、Katayama Kenji
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      巻: 346 ページ: 281-286

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2017.06.015

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Specific interaction between dyes and ions in dye-sensitized solar cells2017

    • 著者名/発表者名
      Ryo Hosokawa, Shota Kuwahara, Kenji Katayama
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      巻: 334 ページ: 107-112

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2016.11.004

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Direct measurement of the propagation of the phase-transition region of liquid crystals2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Sato, and Kenji Katayama
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 44801-44801

    • DOI

      10.1038/srep44801

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ligand-dependent exciton dynamics and photovoltaic properties of PbS quantum dot heterojunction solar cells2017

    • 著者名/発表者名
      Jin Chang, Yuhei Ogomi, Chao Ding, Yao Hong Zhang, Taro Toyoda, Shuzi Hayase, Kenji Katayama and Qing Shen*
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 19 号: 9 ページ: 6358-6367

    • DOI

      10.1039/c6cp06561a

    • NAID

      120006407335

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Air Stable PbSe Colloidal Quantum Dot Heterojunction Solar Cells: Ligand-Dependent Exciton Dissociation, Recombination, Photovoltaic Property, and Stability2016

    • 著者名/発表者名
      Yaohong Zhang, Chao Ding, Guohua Wu, Naoki Nakazawa, Jin Chang, Yuhei Ogomi, Taro Toyoda, Shuzi Hayase, Kenji Katayama, and Qing Shen*
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 120 号: 50 ページ: 28509-28518

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b10920

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Distinction of electron pathways at titanium oxide/liquid interfaces in photocatalytic processes and co-catalyst effects2016

    • 著者名/発表者名
      Shota Kuwahara, Kenji Katayama
    • 雑誌名

      Physical Chemistry, Chemical Physics

      巻: 18 号: 36 ページ: 25271-25276

    • DOI

      10.1039/c6cp04016k

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Electronic Structure and Photoinduced Electron Transfer Rate of CdSe Quantum Dots on Single Crystal Rutile TiO2: Dependence on the Crystal Orientation of the Substrate2016

    • 著者名/発表者名
      T. Toyoda, W. Yindeesuk, K. Kamiyama, K. Katayama, H. Kobayashi, S. Hayase, Q. Shen
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 120 号: 6 ページ: 2047-2057

    • DOI

      10.1016/j.jechem.2015.11.002

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of hot carrier cooling and multiple exciton generation dynamics in PbS QDs using an improved transient grating technique2015

    • 著者名/発表者名
      Q. Shen, K. Katayama, T. Toyoda
    • 雑誌名

      Journal of Energy Chemistry

      巻: 24 号: 4 ページ: 712-716

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b09528

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] J. Chang, T. Oshima, S. Hachiya, K. Sato, T. Toyoda, K. Katayama, S. Hayase, Q. Shen2015

    • 著者名/発表者名
      Uncovering the charge transfer and recombination mechanism in ZnS-coated PbS quantum dot sensitized solar cells
    • 雑誌名

      Solar Energy

      巻: 122 ページ: 307-313

    • DOI

      10.1016/j.solener.2015.08.035

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Blocking Effect for Carrier Transfer to Triiodide in case of Alkyl Functionalized Dyes in Dye Sensitized Solar Cell2015

    • 著者名/発表者名
      K. Omata, S. Kuwahara, R. Hosokawa, T. Nishimura, S. Qing, T. Toyoda, K. Katayama
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 88 号: 9 ページ: 1308-1311

    • DOI

      10.1246/bcsj.20150090

    • NAID

      130005099093

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Optical absorption, charge separation and recombination dynamics in Sn/Pb cocktail perovskite solar cells and their relationships to photovoltaic performances2015

    • 著者名/発表者名
      Q. Shen, Y. Ogomi, J. Chang, T. Toyoda, K. Fujiwara, K. Yoshino, Y. Kuga, K. Katayama, S. Hayase
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. A.

      巻: 3 号: 17 ページ: 9308-9316

    • DOI

      10.1039/c5ta01246e

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The cause for the low efficiency of dye sensitized solar cells with the combination of Ruthenium dyes and Cobalt redox2015

    • 著者名/発表者名
      K. Omata, S. Kuwahara, K. Katayama, Q. Shen, T. Toyoda, K. M. Lee, C. G. Wu
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 17 号: 15 ページ: 10170-10175

    • DOI

      10.1039/c4cp05981f

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 格子パターン励起位相差顕微鏡による液晶の相転移領域伝搬の直接計測2017

    • 著者名/発表者名
      片山建二
    • 学会等名
      第7回ソフトマター研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Distinction between reactive and non-reactive trap states in photocatalytic reactions revealed by transient grating technique2017

    • 著者名/発表者名
      K. Katayama and S. Kuwahara
    • 学会等名
      Photocatalysis 2 & SIEMME'23
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-resolved imaging of the propagation of molecular orientation change during the phase transition of liquid crystals2017

    • 著者名/発表者名
      Kenji Katayama
    • 学会等名
      21st International Symposium on Advanced Display Materials & Devices (ADMD 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Time-resolved imaging of the propagation of molecular orientation change during the phase transition of liquid crystals2017

    • 著者名/発表者名
      Kenji Katayama
    • 学会等名
      Optics of Liquid Crystals 2017 (OLC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-06-06  

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