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カラフル酸化亜鉛色素増感太陽電池用増感剤の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17550172
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 有機工業材料
研究機関岐阜大学

研究代表者

松居 正樹  岐阜大学, 工学部, 教授 (60108058)

研究分担者 箕浦 秀樹  岐阜大学, 大学院工学研究科, 教授 (40021612)
吉田 司  岐阜大学, 大学院工学研究科, 助教授 (90273127)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2006年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2005年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
キーワード色素増感太陽電池 / 増感剤 / 酸化亜鉛 / セミスクアリン酸 / スチリル色素 / フルオレセイン / スクアリリウム色素 / ヘプタメチンシアニン色素 / スチリル酸 / 太陽電池 / ナノ材料 / 複合材料・物性 / 構造・機能材料 / 有機工業化学
研究概要

一段階カソード電析法で作製したナノポーラス酸化亜鉛薄膜を用いた色素増感太陽電池用の増感色素の検索を行い、以下の知見を得た。
1)セミスクアリン酸のインドール部位に長鎖アルキル基を導入することで、IPCEの値を38.0%に改善できた。
2)オキサジン色素に、デオキシコール酸(DCA)を共吸着させることで会合体の形成を抑制し、IPCEを6.91%、変換効率を0.29%へと電池特性を改善できたが、色素吸着量も減少した。DCA添加による会合体形成の抑制効果と電流値を改善するための色素吸着量増加のバランスが重要であった。
3)2',4',5',7'-テトラフルオロ,-テトラクロロ,-テトラブロモ(eosin Y),および-テトラヨード(erythrosin B)フルオレセイン類では、IPCEは、I(73%)>Cl(69%),Br(65%)>H(40%)>F(24%)の順であった。
4)スクアリリウム色素のアンカー基では、カルボキシ基が最も良好な結果を示した。
5)ヘプタメチンシアニン色素では、アンカー基のカルボキシ基がヘテロ芳香環の窒素上にカルボキシエチル基として置換している誘導体が最も良好な性質を示した。また、シクロヘキセニル部位へエチル基を導入した誘導体が最も良い性質を示した(IPCE(29%)、J_<SC> (2.01mA cm^<-2>))。インドレニンの3位をジメチル基からジブチル基にすると、J_<SC>が2.30mA cm^<-2>に増加した。
6)導電性基板にPETフィルムを用いたフレキシブル酸化亜鉛色素増感太陽電池用増感剤へのスチリル色素の応用を検討した結果、ヘテロ環部位はベンゾチアゾリル基、アンカー基はカルボキシエチル基、カウンターアニオンとしてヨウ素を有するスチリル色素が最も良好な性質を示した。さらに電析条件、共吸着剤、セル作製条件、電解液等の最適化を行った結果、IPCE=54.5%、J_<SC>=6.22mA cm^<-2>、V_<OC>=0.53V、ff=0.59、変換効率(η)=1.94%に改善された。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (11件)

  • [雑誌論文] Properties of Novel Perylene-3, 4 : 9, 10-tetracarboxiimide-centred Dendrimers and Their Application as Emitters in Organic Electroluminescence Devices2007

    • 著者名/発表者名
      M.Matsui, M.Wang, K.Funabiki, Y.Hayakawa, T.Kitaguchi
    • 雑誌名

      Dyes Pigm. 74, No. 1

      ページ: 169-175

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Application of Semisquaric Acids as Sensitizers for Zinc Oxide Solar Cell2006

    • 著者名/発表者名
      M.Matsui, H.Mase, J.-Y.Jin, K.Funabiki, T.Yoshida, H.Minoura
    • 雑誌名

      Dyes Pigm. 70・1

      ページ: 48-53

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Ring-fluorinated Fluoresceins as an Organic Photosensitizer for Zinc Oxide Solar Cells using Nanocrystaline Zinc Oxide2006

    • 著者名/発表者名
      K.Funabiki, N.Sugiyama, H.Iida, J.-Y.Jin, T.Yoshida, Y.Kato, H.Minoura, M.Matsui
    • 雑誌名

      J. Fluorine Chem. 127・2

      ページ: 257-262

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dye Sensitization of ZnO by Unsymmetrical Squaraine Dyes Suppressing Aggregation2006

    • 著者名/発表者名
      A.Otsuka, K.Funabiki, N.Sugiyama, T.Yoshida, H.Minoura, M.Matsui
    • 雑誌名

      Chem. Lett. 35・6

      ページ: 666-667

    • NAID

      10019163063

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Application of Semisquaric Acids as Sensitizers for Zinc Oxide Solar Cell,2006

    • 著者名/発表者名
      M.Matsui, H.Mase, J.-Y.Jin, K.Funabiki, T.Yoshida, H.Minoura
    • 雑誌名

      Dyes Pigm. 70, No.1

      ページ: 48-53

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ring-fluorinated Fluoresceins as an Organic Photosensitizer for Zinc Oxide Solar Cells using Nanocrystaline Zinc Oxide,2006

    • 著者名/発表者名
      K.Funabiki, N.Sugiyama, H.Iida, J.-Y.Jin, T.Yoshida, Y.Kato, H.Minoura, M.Matsui
    • 雑誌名

      J. Fluorine Chem. 127, No.2

      ページ: 257-262

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dye Sensitization of ZnO by Unsymmetrical Squaraine Dyes Suppressing Aggregation2006

    • 著者名/発表者名
      A.Otsuka, K.Funabiki, N.Sugiyama, T.Yoshida, H.Minoura, M.Matsui
    • 雑誌名

      Chem. Lett. 35, No.6

      ページ: 666-667

    • NAID

      10019163063

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dye Sensitization of ZnO by Unsymmetrical Squaraine Dyes Suppressing Aggregation2006

    • 著者名/発表者名
      A.Otsuka, K.Funabiki, N.Sugiyama, T.Yoshida, H.Minoura, M.Matsui
    • 雑誌名

      Chem. Lett. 35, Mo. 6,

      ページ: 666-667

    • NAID

      10019163063

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Ring-fluorinated Fluoresceins as an Organic Photosensitizer for Zinc Oxide Solar Cells using Nanocrystaline Zinc Oxide2006

    • 著者名/発表者名
      K.Funabiki, N.Sugiyama, H.Iida, J.-Y.Jin, T.Yoshida, Y.Kato, H.Minoura, M.Matsui
    • 雑誌名

      J.Fluorine Chem. 127・2

      ページ: 257-262

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Flexible zinc oxide solar cell sensitised by styryl dye

    • 著者名/発表者名
      T.Dentani, K.Nagasaka, K.Funabiki, J.-Y.Jin, T.Yoshida, H.Minoura, M.Matsui
    • 雑誌名

      Dyes Pigm. (In press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Flexible zinc oxide solar cell sensitised by styryl dye

    • 著者名/発表者名
      T.Dentani, K.Nagasaka, K.Funabiki, J.-Y.Jin, T.Yoshida, H.Minoura, M.Matsui
    • 雑誌名

      Dyes Pigm. (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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