| 研究課題/領域番号 |
17K05760
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
物理化学
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| 研究機関 | 城西大学 |
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研究代表者 |
見附 孝一郎 城西大学, 理学部, 教授 (50190682)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 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)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 有機太陽電池 / 光エネルギー変換 / 発光スペクトル / 時間分解分光 / 色素増感太陽電池 / ペロブスカイト太陽電池 / 酸化チタンナノ粒子 / 励起分子動力学 / ヨウ化鉛 / 過渡分光 / 時間分解発光 / エキシトン / 過渡発光 / 励起状態ダイナミクス / 酸化チタン / 電子移動 / 反応速度論 / 光励起動力学 / 電荷移動反応 / 化学反応速度論 |
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| 研究成果の概要 |
粒径や形態の異なるTiO2ナノ粒子を用いて、光電変換電極に多段電子輸送層や光反射層を設けることで光電変換効率が著しく改善された色素増感太陽電池（DSSC）を製作し、電流密度-電圧曲線、交流インピーダンス曲線、等価回路理論式を用いて内部抵抗を推定し変換効率への影響を考察した。
レーザー励起時間分解発光分光装置を用いて、光電変換電極の過渡発光を観測した。酸化物半導体ナノ粒子に吸着した色素分子の発光減衰曲線から、一重項励起状態からの失活過程に関する反応速度定数を決定した。また、ヨウ化鉛ペロブスカイト中の励起子の拡散長およびその寿命を測定するため、時間分解分光法によって光ルミネッセンスを観測した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
軽量で低コストの色素増感太陽電池（DSSC）とペロブスカイト太陽電池（PVSC）は典型的なメゾスコピック太陽電池であり、フレキシブル基板の併用による住宅建材やモバイル機器への応用が期待されている。本研究成果により（１）内部電力損失の少ない長寿命のDSSCの製作、および（２）鉛フリーで色彩可変のPVSCの開発という目標に向けて、面積が約 0.25 cm2でエネルギー変換効率が約 10%のセルの安定供給、分子レベルでの発電機構の解明、およびレーザーと電子顕微鏡を用いた評価技術の確立への道筋が拓かれた。とくに、電子や励起子の生成、輸送、消滅現象に対する高速光検出よるアプローチが確立された。
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