連続ナノ細孔中での分子拡散工学と界面分子工学を融合した新光電変換素子の提案

• 研究課題/領域番号: 21350079
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 早瀬 修二 九州工業大学, 生命体工学研究科, 教授 (80336099)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円); 2012年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2011年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2010年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: 色素太陽電池 / レドックス / 拡散 / 解放電圧 / 色素 / ナノポア / 高効率 / ヨウ素 / 高効率化 / 色素増感太陽電池 / ナノ / 光電変換界面 / 酸化物半導体 / 色素増感度太陽電池

研究概要

本研究の目的はナノ酸化物半導体中に形成される連続ナノ空間での分子拡散に焦点を絞り、高効率化のための光電変換ナノ界面を分子工学的に構築することである。同じ分子サイズの置換基を持った色素で比較した場合、極性基を有する色素でナノポア内壁を修飾した場合に、酸化型レドックス種の拡散が遅く、かつ開放電圧が低かった。これは酸化型レドックス種の拡散が遅いほど、ナノポア内でチタニア電子との電荷再結合が起こりやすいためであると結論できた。ナノポアのレドックス種拡散現象の解析から、高い開放電圧を維持するためには疎水性長鎖のアルキル基を有する色素が良いことがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Relationship between I3- diffusion in titania nanopores modified with dyes and open circuit voltage of dye-sensitized solar cell (2011)
  • 著者名/発表者名: Azwar Hayat, Shyam S. Pandey, YuheiOgomi, and Shuzi Hayase
  • 雑誌名: J. Electrochem. Soc. 巻: 158
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probing mechanism of dye double layer formation from dye-cocktail solution for dye-sensitized solar cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuhei Ogomi, Shyam S. Pandey, Shunta Kimura, Shuzi Hayase
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: 519 ページ: 1087-1092
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relationship between I3-diffusion in titanic nanopores modified with dyes and open circuit voltage of dye-sensitized solar cell
  • 著者名/発表者名: Azwar Hayat, Shyam S.Pandey, Yuhei Ogomi, Shuzi Hayas
  • 雑誌名: J.Electrochemical Society 巻: (To appear)
  • 査読あり
• [雑誌論文]
  • 雑誌名: 現在執筆中
• [学会発表] 色素増感太陽電池のナノポア内における電解質の拡散挙動と電子輸送について (2013)
  • 著者名/発表者名: 川野美延,佐藤宏美,中屋敷創也,尾込裕平, Shyam Pandey S.,早瀬修二
  • 学会等名: 公益社団法人電気化学会創立第80 周年記念大会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス
• [学会発表] 色素増感太陽電池におけるナノ細孔内での電解質の拡散挙動と電子輸送について (2013)
  • 著者名/発表者名: 川野 美延,佐藤 宏美,中屋敷 創也,尾込 裕平, PANDEY, Shyam Sudhir,早瀬 修二
  • 学会等名: 日本化学会第93 春季年会
  • 発表場所: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス
• [学会発表] 色素増感太陽電池におけるナノ細孔内での電解質の拡散挙動と電子輸送について (2013)
  • 著者名/発表者名: 川野 美延
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス
• [学会発表] 色素増感太陽電池のナノポア内における電解質の拡散挙動と電子輸送について (2013)
  • 著者名/発表者名: 川野 美延
  • 学会等名: 公益社団法人電気化学会創立第80周年記念大会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス
• [学会発表] Research trend of organic solar cells and review of our research (2012)
  • 著者名/発表者名: Shuzi Hayase
  • 学会等名: Seminor on organic devices
  • 発表場所: New Delie, India
  • 年月日: 2012-11-17
• [学会発表] 色素増感太陽電池の色素構造による吸着及び拡散挙動の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: PANDEY, Shyam S.・HAYAT,Azwar・李根泳・佐藤宏美・尾込裕平・ 早瀬修二
  • 学会等名: 日本化学会
  • 発表場所: 慶応大学
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] 色素増感太陽電池の色素構造による吸着及び拡散挙動の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: PANDEY、Shyam S.・HAYAT Azwar・李根泳・佐藤宏美・尾込裕平・早瀬修二
  • 学会等名: 日本化学会
  • 発表場所: 慶応大学(東京都)
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] 色素増感太陽電池の高効率化に関するアプローチ (2012)
  • 著者名/発表者名: 早瀬修二
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] 色素増感太陽電池の高効率化に関するアプローチ (2012)
  • 著者名/発表者名: 早瀬修二
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都)
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] 色素増感太陽電池におけるチタニア細孔内での電解質の拡散挙動に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川野 美延・佐藤宏美・SHYAM SUDHIR PANDEY・尾込 裕平・早瀬修二
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学
• [学会発表] 色素増感太陽電池におけるチタニア細孔内での酸化還元種の拡散挙動に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 宏 美、 HAYAT AZWAR 、 SHYAM SUDHIR PANDEY、尾込 裕平, 早瀬 修二
  • 学会等名: 2011 年電気化学会秋季大会
  • 発表場所: 新潟コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-09-09
• [学会発表] 色素増感太陽電池におけるチタニア細孔内での酸化還元種の拡散挙動に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤宏美・HAYAT AZWAR・SHYAM SUDHIR PANDEY・尾込裕平・早瀬修二
  • 学会等名: 2011年電気化学会秋季大会
  • 発表場所: 新潟コンベンションセンター(新潟市)
  • 年月日: 2011-09-09
• [学会発表] 色素増感太陽電池におけるチタニア細孔内での酸化還元種の拡散挙動に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 宏美 ,HAYAT Azwar,Shyam S.Pandey,尾込 裕平,早瀬 修二
  • 学会等名: 第48回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 2011-07-09
• [学会発表] 色素増感太陽電池におけるチタニア細孔内での酸化還元種の拡散挙動に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤宏美・HAYAT Azwar・Shyam S.Pandey・尾込裕平・早瀬修二
  • 学会等名: 第48回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場(北九州市)
  • 年月日: 2011-07-09
• [学会発表] 色素吸着チタニア層内での酸化還元種の拡散挙動に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤宏美,Hayat Azwar,Shyam Sudhir Pandey,尾込祐平,早瀬修二
  • 学会等名: 電気化学会第78回大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2011-03-31
• [学会発表] 色素吸着チタニア層内での酸化還元種の拡散挙動に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤宏美, Hayat Azwar, Shyam Sudhir Pandey, 尾込祐平, 早瀬修二
  • 学会等名: 電気化学会第78回大会
  • 発表場所: 横浜国立大学(震災のための措置)
  • 年月日: 2011-03-31
• [学会発表] 色素増感太陽電池の色素構造による吸着及び拡散挙動の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: ANDEY, Shyam S.・HAYAT,Azwar・李根泳・佐藤宏美・尾込裕平・ 早瀬修二
  • 学会等名: 2010 年度日本化学会
  • 発表場所: 神奈川大学
• [学会発表] 色素増感太陽電池の色素構造による吸着及び拡散挙動の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: ANDEY, Shyam S.・HAYAT, Azwar・李根泳・佐藤宏美・尾込裕平・早瀬修二
  • 学会等名: 2010年度日本化学会
  • 発表場所: 神奈川大学(震災のための措置)
• [学会発表] Effect of molecular structure of adsorbed dyes on diffusion redox species in nanoporous TiO2 (2010)
  • 著者名/発表者名: Hayat Azwar, 李 根泳 ,Shyam S.Pandey, 早瀬修二
  • 学会等名: 2010 年電気化学秋季大会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 2010-09-03
• [学会発表] 色素増感太陽電池におけるヨウ素および色素のチタニア層内での拡散 挙動に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松下 周平, 李 根泳, Hayat Azwar, 早瀬 修二
  • 学会等名: 電気化学会秋季大会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2010-03-31
• [学会発表] 色素増感太陽電池におけるヨウ素および色素チタニア層内での拡散挙動に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松下周平, 李根泳, Hayat Azwar, 早瀬修二
  • 学会等名: 電気化学会秋季大会(富山)
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2010-03-31
• [学会発表] タンデム色素増感太陽電池 (2010)
  • 著者名/発表者名: 早瀬 修二
  • 学会等名: 日本化学会 ATP講演会依頼講演
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-26
• [学会発表] The effect of substituents of sensitizing dyes upon the apparent diffusion of dyes and redox species in nanoporous TiO2 (2010)
  • 著者名/発表者名: Hayat Azwar, Lee Keun-Young, Shyam S. Pandey, Yuhei Ogomi, and Shuzi Hayase
  • 学会等名: 2010 年応用物理学会秋季大会
  • 発表場所: 長崎大学
• [学会発表] Investigating the Diffusion of I2 and Sensitizing dyes in Nonporous TiO2 (2010)
  • 著者名/発表者名: Hayat Azwar, 李 根泳 ,Shyam S. Pandey, 早瀬 修二
  • 学会等名: 第7回「次世代の太陽光発電システム」シンポジウム
  • 発表場所: 北九州国際会議場
• [学会発表] Effect of molecular structure of adsorbed dyes on diffusion redox species in nanoporous TiO2 (2010)
  • 著者名/発表者名: Hayat Azwar, 李根泳, Shyam S.Pandey, 早瀬修二
  • 学会等名: 2010年電気化学秋季大会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
• [学会発表] The effect of substituents of sensitizing dyes upon the apparent diffusion of dyes and redox species in nanoporous TiO2 (2010)
  • 著者名/発表者名: Hayat Azwar, Lee Keun-Young, Shyam S.Pandey, Yuhei Ogomi, Shuzi Hayase
  • 学会等名: 2010年応用物理学会秋季大会
  • 発表場所: 長崎大学
• [備考]
  • URL: http://www.life.kyutech.ac.jp/~hayase/
• [備考]
  • URL: http://www.life.kyutech.ac.jp/~hayase/
• [備考]
  • URL: http://www.life.kyutech.ac.jp/~hayase/