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セルロース系バルクヘテロ接合型有機薄膜太陽電池の創製に向けての基礎的研究

研究課題

研究課題/領域番号 22380096
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 木質科学
研究機関京都大学

研究代表者

中坪 文明  京都大学, 生存圏研究所, 研究員 (10027170)

連携研究者 矢野 浩之  京都大学, 生存圏研究所, 教授 (80192392)
高野 俊幸  京都大学, 農学研究科, 教授 (50335303)
佐川 尚  京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (20225832)
研究協力者 伊達 隆  日本製紙株式会社, 中央研究, 主席研究員
研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2012年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2011年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2010年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワードセルロース / p / n-半導体機能セルロース誘導体 / セルロースナノファイバー(CNF) / バルクへテロ接合太陽電池 / 理想的 pin 接合 / エネルギー変換効率 / ユビキタス有機薄膜太陽電池 / 理想的なpin接合 / セルロースナノファイバー(CNF)の特性 / 亜鉛フタロシアニン担持CNF / フラーレン誘導体(PCBM) / エネルギー変換効率(PCE / p-型半導体ポリチオフェン担持CNF / 高PCEデバイス作成 / ナノセルロースの表面科学修飾反応 / パルクヘテロ接合太陽電池(BHSC)デバイス / Huisgen反応 / 亜鉛フタロシアニン担持ナノウイスカー(ZnPh-CNW) / ITO/PEOT/PSS/ZnPh-CNW/C60/Al / 光電変換機能を発現 / セルロースの分子特性 / セルロースナノファイバー(CNF)の特性 / セルロースの役割分担型機能化 / 非極性エーテル基と極性エステル基 / 網目状薄膜
研究概要

バルクへテロ接合型有機薄膜太陽電池に用いられている p-および n-型半導体機能官能基担持させたセルロースおよびセルロースナノファイバー(CNF)誘導体からバルクへテロ接合型光電変換デバイスを作成し、そのエネルギー変換効率を測定した。その結果、CNF-ZnPc から作成したフィルムデバイスは低いエネルギー変換効率(0.0011%)ではあるが光電変換機能を示した。また、CNF-graft-poly-3-alkylthiophene から作成したフィルムデバイスのエネルギー変換効率は 0.025%(約 25 倍)に向上した。すなわち、CNF 担持 p-型官能基の構造を最適化することで、更なるエネルギー変換効率の向上が期待されると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Synthesis of (zinc(II)phthalocyanine)-containing cellulose derivative using phthalocyanine-ring formation reaction2012

    • 著者名/発表者名
      Saito, S., T.Takano, K. Sakakibara, H.Kamitakahara, F.Nakatsubo
    • 雑誌名

      Cellulose

      巻: 19 号: 6 ページ: 2105-2114

    • DOI

      10.1007/s10570-012-9772-7

    • NAID

      120004965984

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chiroptical Properties of an alternatingly functionalizedcellotriose bearing two porphyrin groups2012

    • 著者名/発表者名
      Sakakibara, K., F.Nakatsubo, AS.D.French, T. Rosenau
    • 雑誌名

      Chem.Commun

      巻: 48 号: 62 ページ: 7672-7674

    • DOI

      10.1039/c2cc30805c

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of 6-azafulleroid-6-deoxy-2,3-di-Omyristoylcellulose2012

    • 著者名/発表者名
      Ichihara, N. , T.Takano, K. Sakakibara, H.Kamitakahara, F. Nakatsubo
    • 雑誌名

      Carbohyd. Res

      巻: 346 号: 15 ページ: 2515-2518

    • DOI

      10.1016/j.carres.2011.08.013

    • NAID

      120003573879

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] セルロースナノファイバーの化学変成戦略2013

    • 著者名/発表者名
      中坪文明
    • 学会等名
      Nanocellulose Symposium 2013 "生物が創り出すナノ繊維-セルロースナノファイバー広がる用途開発
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2013-02-27
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] セルロースナノファイバーの化学変成戦略2013

    • 著者名/発表者名
      中坪文明
    • 学会等名
      Nanocellulose Symposium 2013
    • 発表場所
      京都テルサ、京都市
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of new cellulose derivatives from 6-azido-6-deoxycelulose2012

    • 著者名/発表者名
      T oshiyuki Takano, Nobuhiko Ichihara, Takuya Shibano, Hiroshi Kamitakahara, Fumiaki Nakatsubo
    • 学会等名
      3rd International Cellulose Conference
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2012-10-11
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Preparation and their photoelectric conversion property of phthalocyanine -containing cellulose derivatives2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuko Saito, Hiroshi Kamitakahara, Toshiyuki Takano, Fumiaki Nakatsubo
    • 学会等名
      3rd International Cellulose Conference
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2012-10-11
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 光増感色素導入セルロース誘導体の合成とその光電変換能評価2012

    • 著者名/発表者名
      斉藤靖子、上高原浩、高野俊幸、中坪文明
    • 学会等名
      セルロース学会第18回年次大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2012-07-14
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 光増感色素導入セルロース誘導体の合成とその光電変換能評価2012

    • 著者名/発表者名
      斎藤靖子、上高原浩、高野俊幸、中坪文明
    • 学会等名
      セルロース学会第19回年次大会
    • 発表場所
      名古屋大学、名古屋市
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of new cellulose derivatives from 6-azido-6-deoxycelulose2012

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Takano, Nobuhiko Ichihara, Takuya Shibano, Hiroshi Kamitakahara, Fumiaki Nakatsubo
    • 学会等名
      3rd International Cellulose Conference
    • 発表場所
      ホテルシャトレーゼガトーキングダム、札幌市
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Preparation and their photoelectric conversion property of phthalocyanine –containing cellulose derivatives2012

    • 著者名/発表者名
      6) Yasuko Saito, Hiroshi Kamitakahara, Toshiyuki Takano, Fumiaki Nakatsubo
    • 学会等名
      3rd International Cellulose Conference
    • 発表場所
      ホテルシャトレーゼガトーキングダム、札幌市
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 光増感色素導入セルロース誘導体の合成とその性質2011

    • 著者名/発表者名
      斎藤靖子、上高原浩、高野俊幸、中坪文明
    • 学会等名
      セルロース学会第18回年次大会
    • 発表場所
      長野
    • 年月日
      2011-07-14
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] フラーレン化セルロース誘導体の調製とその性質2011

    • 著者名/発表者名
      一原信彦、上高原浩、高野俊幸、榊原圭太、中坪文明
    • 学会等名
      第61回日本木材学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2011-03-18
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Chemical surface-modification of cellulose nanofibers in cellulose-compatible solvents2010

    • 著者名/発表者名
      Fumiaki Nakatsubo, Naoki Yoshida, Kentaro Abe, Hiroyuki Yano
    • 学会等名
      239th ACS Annual meeting
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      2010-03-24
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [産業財産権] 変成ナノセルロース及びその製造方法2013

    • 発明者名
      中坪 文明、矢野 浩之
    • 権利者名
      中坪 文明、矢野 浩之
    • 出願年月日
      2013-03-09
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [産業財産権] 新規フタロシアニンセルロースとその製造法2012

    • 発明者名
      伊達 隆、中坪 文明、矢野浩之、阿部 賢太郎、佐川 尚
    • 権利者名
      伊達 隆、中坪 文明、矢野浩之、阿部 賢太郎、佐川 尚
    • 出願年月日
      2012-09-06
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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