• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

半導体量子ドットの励起子制御による高効率光誘起電子移動反応系の構築

研究課題

研究課題/領域番号 18685002
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 物理化学
研究機関大阪大学

研究代表者

橘 泰宏  大阪大学, 大学院・工学研究科, 講師 (30359856)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
20,150千円 (直接経費: 15,500千円、間接経費: 4,650千円)
2007年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2006年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
キーワード量子ドット / 光誘起電子移動 / 励起子 / 電子・エネルギー移動
研究概要

酸化チタン界面における励起子の生成と移動か関与した光誘起電子移動反応機構を解明するたゆに、伝導性有機物を酸化チタン表面に担持し、その光電荷分離状態並びに再結合反応速度に関する研究を行った。その結果、有機物と酸化チタンとの電子相互作用が強い場合には、表面の電荷による静電場の影響を受けるために有機物の酸化還元電位が広範囲に分散することを示唆するテータを得た。その場合に、電荷分離効率が99%以上の確率で進行することが分かった。一方、電荷再結合反応は他の色素吸着系と比べると速くなり、太陽電池へ応用するには不向きであることが分かった。
硫化カドミウム量子ドットの電子準位に関する情報を得るために、量子ドットの界面の制御による発光強度の変化と表面構造との関係を調べた。XPSを用いた詳細な観察の結果、発光強度の増加に伴い、Cd-OH結合が生成することが分かった。
硫化カドミウム量子ドット増感太陽電池において漏れ電流の性能に及ぼす影響について調べた。その結果、導電性ガラス基板との交換電流密度が高いレドックス電解質を用いると、短絡し、性能が大きく低下することが分かった。このため、電子ブロッキング層をスプレー法により作製すると、数十ナノメートル程度の厚さで漏れ電流が効果的に抑制されることを見出し、変換効率1%を達成するにいたった。一方、交換電流密度の低い電解質を用いると、電子プロッキング層の有無に関わらず、漏れ電流はほとんど抑制されることが分かった。このことから、電解質種によって電子ブロッキング層の必要性を比較することが可能となった。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Photoinduced formation of polythiophene/TiO_2 nano-hybrid heterojunction films for solar cell applications2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Otsuka, Y. Okamoto, H. Y. Akiyama, K. Umekita, *Y. Tachibana, S. Kuwabata
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C In press

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inerfacial electron transfer mechanisms in bithiophene sensitized TiO_2 based solar cells2008

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Tachibana, * Yasuhide Otsuka, Kazuya Umekita, Susumu Kuwabata
    • 雑誌名

      Trans. Material. Res. Soc.-J. In press

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlling surface reactions of CdS nanocrystals; Photoluminescence activation, photoetching and photostability under light irradiation2007

    • 著者名/発表者名
      K. Sato, S. Kojima, S. Hattori, T. Chiba, K. Ueda-Sarson, T. Torimoto, Y. Tachibana, S. Kuwabata
    • 雑誌名

      Nanotechnology 18

      ページ: 4657021-9

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CdS Quantum Dots Sensitized TiO_2 Sandwich Type Photoelectrochemical Solar Cells2007

    • 著者名/発表者名
      ^*Tachibana, Yasuhiro, Akiyama, Hitomi Y., Ohtsuka, Yasuhide, Torimoto, Tsukasa, Kuwabata, Susumu
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 36・1

      ページ: 88-89

    • NAID

      10018663189

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Optical simulation of transmittance into a nanocrystalline anatase TiO_2 film for solar cell applications2007

    • 著者名/発表者名
      ^*Tachibana, Yasuhiro, Akiyama, Hitomi Y., Kuwabata, Susumu
    • 雑誌名

      Solar Energy Materials and Solar Cells 91・2-3

      ページ: 201-206

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantum dot sensitized semiconductors for solar energy conversion2006

    • 著者名/発表者名
      Akiyama, Hitomi Y., Torimoto, Tsukasa, ^*Tachibana, Yasuhiro, Kuwabata, Susumu
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering 6340

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Controlling interfacial electron transfer reactions in a semiconductor quantum dots/metal oxide nanocrystalline electrode for photovoltaic applications2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Tachibana(招待講演)
    • 学会等名
      IEEE International Nanoelectronics Conference (NEC 2008)
    • 発表場所
      上海/中国
    • 年月日
      2008-03-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 光電変換素子及びその製造方法、並びにその素子を用いた太陽電池2007

    • 発明者名
      橘 泰宏、桑細 進
    • 権利者名
      大阪大学、大阪TLO
    • 産業財産権番号
      2007-128888
    • 出願年月日
      2007-05-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi