| 研究課題/領域番号 |
17H03099
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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 |
エネルギー関連化学
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
森 正悟 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (10419418)
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| 研究分担者 |
西井 良典 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (40332259)
木村 睦 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (60273075)
舩木 敬 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (80450659)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
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| キーワード | 界面電子移動 / 電子移動 / ホールホッピング / 電荷再結合 / 分子間電子移動 / 色素増感太陽電池 / 逆電子移動 / 誘電率 / 再結合 / 再生可能エネルギー / エネルギー変換 / 還元速度 / 吸着角度 |
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| 研究成果の概要 |
酸化物半導体とその上に吸着した有機色素分子および電解液中の分子（レドックス対）との間で起こる電子移動の速度を決定する因子を明らかにすることを目的に、さまざまな材料の組み合わせで電子移動速度を測定した。有機溶媒を用いた電解液では酸化チタンは酸化スズや酸化亜鉛と比べて電解質を吸着しやすく、その結果、酸化物から色素への電子移動速度は他の酸化物と異なることが分かった。また酸化チタン上の色素の被覆率が高いことも電子移動に影響を与えることが分かった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は主に色素増感太陽電池に応用することを目的に行なったが、界面での電子移動の理解は光触媒などにも応用できる。色素増感太陽電池の電極は主に酸化チタンが用いられる。酸化チタン以外の酸化物でも作製できるが、効率は低く、その理由は明らかになっていなかった。本研究で得られた知見は、酸化チタンの主な特異性は電解質や色素の吸着の様子が他の酸化物とは異なることであり、そのことが電子移動速度に影響を与えることが分かった。よって他の酸化物に対する設計指針が得られ、酸化物を用いたデバイスに対してより広い材料の選択肢を与えることができる。
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