蛍光性色素の分子配列・配向性の制御とカラフルな色素増感太陽電池の開発

• 研究課題/領域番号: 22750179
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 有機工業材料
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 大山 陽介 広島大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (60403581)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2010年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 蛍光性色素 / 光増感剤 / 色素増感太陽電池 / 光電変換効率 / 分子配列 / 分子配向 / 酸化チタン電極 / ルイス酸サイト / 光電変換 / 光物性

研究概要

新規なD-π-A蛍光性色素を分子設計・合成し、これらの色素を用いてDSSCの光電変換特性に及ぼすTiO2電極上での色素分子の配列・配向性や色素-TiO2間相互作用の影響について調べた。色素分子の配列・配向性とDSSCの光電変換特性との相関性に関して得られた知見に基づいて、電子求引性基と吸着基を分離した分離型D-π-A蛍光性色素やピリジン環を電子求引性・注入性吸着基として有する新型D-π-A蛍光性色素を創製することに成功し、新しいDSSC用D-π-A色素の分子設計指針の確立を達成した。

研究成果

• [雑誌論文] Mechanofluorochromism of carbazole-type D-π-A fluorescent dyes (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Ooyama, N. Yamaguchi, S. Inoue, T. Nagano, E. Miyazaki, H. Fukuoka, I. Imae, K. Komaguchi, J. Ohshita and Y. Harima
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 68 ページ: 529-533
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanofluorochromism of carbazole-type D-π-A fluorescent dyes (2012)
  • 著者名/発表者名: Ooyama, Yousuke
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 68 号: 2 ページ: 529-533
  • DOI: 10.1016/j.tet.2011.11.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dye-Sensitized Solar Cells Based on D-π-A Fluorescent Dyes with Pyridine Ring as Electron-Withdrawing-Injecting Anchoring Group (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Ooyama, T. Nagano, S. Inoue, I. Imae, K. Komaguchi, J. Ohshita and Y. Harima
  • 雑誌名: Chem.-Eur. J 巻: 17 ページ: 14837-14843
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dye-Sensitized Solar Cells Based on New-type D-π-A Fluorescent Dyes with Pyridine Ring as Electron-withdrawing Anchoring Group (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Ooyama, S. Inoue, T. Nagano, K. Kushimoto, J. Ohshita, I. Imae, K. Komaguchi and Y. Harima
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 巻: 50 ページ: 7429-7433
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular design of mechanofluorochromic dyes and their solid-state fluorescence properties (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Ooyama and Y. Harima
  • 雑誌名: J. Mater. Chem 巻: 21 ページ: 8372-8380
  • 査読あり
• [雑誌論文] New molecular design of donor-π-acceptor dyes for dye-sensitized solar cells : control of molecular orientation and arrangement on TiO_2 surface (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Ooyama, Y. Shimada, S. Inoue, T. Nagano, Y. Fujikawa, K. Komaguchi, I. Imae and Y. Harima
  • 雑誌名: New J. Chem 巻: 35 ページ: 111-118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular design of mechanofluorochromic dyes and their solid-state fluorescence properties (2011)
  • 著者名/発表者名: 大山陽介
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry 巻: 21 号: 23 ページ: 8372-8380
  • DOI: 10.1039/c0jm03601c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dye-sensitized solar cells based on donor-acceptor π-conjugated fluorescent dyes with a pyridine ring as an electron-withdrawing anchoring group (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Ooyama, S.Inoue, T.Nagano, K.Kushimoto, J.Ohshita, I.Imae, K.Komaguchi, Y.Harima
  • 雑誌名: Angewandte Chemie, International Edition 巻: 50 号: 32 ページ: 7429-7433
  • DOI: 10.1002/anie.201102552
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dye-sensitized solar cells based on donor-π-acceptor fluorescent dyes with a pyridine ring as an electron-withdrawine-injecting anchoring group (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Ooyama, T.Nagano, S.Inoue, I.Imae, K.Komaguchi, J.Ohshita, Y.Harima
  • 雑誌名: Chemistry-A European Journal 巻: 17 号: 52 ページ: 14837-14843
  • DOI: 10.1002/chem.201101923
  • 査読あり
• [学会発表] 新型D-π-A蛍光性色素を用いた色素増感太陽電池の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大山陽介
  • 学会等名: 日本化学会西日本大会(徳島大学、徳島)依頼講演
  • 年月日: 2011-11-13
• [学会発表] 新型D-II-A蛍光性色素を用いた色素増感太陽電池の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大山陽介
  • 学会等名: 日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 徳島(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-13
• [学会発表] 光電子特性を制御した新規な蛍光性色素の創製とオプトエレクトロニクスデバイスへの新展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大山陽介
  • 学会等名: 第35回有機電子移動化学討論会(九州大学病院キャンパス医学部百年講堂、福岡)有機電子移動化学奨励賞受賞講演
  • 年月日: 2011-06-24
• [学会発表] 光電子特性を制御した新規な蛍光性色素の創製とオプトエレクトロニクスデバイスへの新展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大山陽介
  • 学会等名: 有機電子移動化学討論会
  • 発表場所: 福岡(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-24
• [学会発表] Molecular Design of Mechanofluorochromic Dyes and Their Solid-state Fluorescence Properties (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Ooyama
  • 学会等名: Asian International Symposium. Organic Photochemistry in 91^<th> Annual Meeting of The Chemical Society of Japan
  • 発表場所: Kanagawa University, Yokohama, Japan
  • 年月日: 2011-05-28
• [学会発表] Molecular Design of Mechanofluorochromic Dyes and Their Solid-state Fluorescence Properties (2011)
  • 著者名/発表者名: 大山陽介
  • 学会等名: Asian International Symposium-Organic Photochemistry in 91^<th> Annual Meeting of The Chemical Society of Japan
  • 発表場所: 横浜市(招待講演)
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 分子配列・配向性を制御したD-π-A型蛍光性色素の開発とオプトエレクトロニクスデバイスへの展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大山陽介
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会(神奈川大学、横浜)第25回若い世代の特別講演会, 1D4-16
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] 分子配列・配向性を制御したD-π-A型蛍光性色素の開発とオプトエレクトロニクスデバイスへの展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大山陽介
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会(2011)第25回若い世代の特別講演会
  • 発表場所: 横浜市(招待講演)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] D-π-A系固体蛍光性色素のメカノフルオロクロミズム (2010)
  • 著者名/発表者名: 大山陽介
  • 学会等名: 第4回有機π電子系シンポジウム(シーバル須磨、神戸)招待講演
  • 年月日: 2010-11-19
• [学会発表] D-π-A系固体蛍光性色素のメカノフルオロクロミズム (2010)
  • 著者名/発表者名: 大山陽介
  • 学会等名: 第4回 有機π電子系シンポジウム
  • 発表場所: 神戸市(招待講演)
  • 年月日: 2010-11-19
• [学会発表] Mechanofluorochromism of heteropolycyclic donor.π. acceptor fluorescent dyes (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Ooyama, H. Fukuoka, I. Imae, K. Komaguchi, and Y. Harima
  • 学会等名: The 2010International Chemical Congress of Pacific Basin Societies(PACIFICHEM2010) in Hawaii
  • 発表場所: USA
  • 年月日: 2010-11-16
• [学会発表] D-π-A系蛍光性色素のメカノフルオロクロミズム (2010)
  • 著者名/発表者名: 大山陽介
  • 学会等名: 有機合成化学協会,第26回若手化学者のための化学道場(山紫苑、鳥取)招待講演
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] D-π-A系蛍光性色素のメカノフルオロクロミズム (2010)
  • 著者名/発表者名: 大山陽介
  • 学会等名: 有機合成化学協会 第26回 若手化学者のための化学道場
  • 発表場所: 鳥取市(招待講演)
  • 年月日: 2010-09-06
• [図書] 第4章第5節色素増感太陽電池におけるケルビンプローブ法を用いた仕事関数の評価;仕事関数/イオン化ポテンシャルの計測・評価と制御・利用事例集 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大山陽介、播磨裕
  • 出版者: 情報機構
• [図書] 仕事関数/イオン化ポテンシャルの計測・評価と制御・利用 事例集第4章第5節 色素増感太陽電池におけるケルビンプローブ法を用いた仕事関数の評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大山陽介、播磨裕(分筆)
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: 情報機構
• [備考]
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/orgmtrls/Ohshita_Group/Ohshita_Group-Home.html
• [産業財産権] ドナー-π-アクセプター型化合物、蛍光色素化合物及び色素増感太陽電池用蛍光色素化合物 (2011)
  • 発明者名: 大山陽介、大下浄治、播磨裕
  • 権利者名: 広島大学
  • 産業財産権番号: 2011-001709
  • 出願年月日: 2011-01-07
• [産業財産権] ドナー-π-アクセプター型化合物、蛍光色素化合物及び色素増感太陽電池用蛍光色素化合物 (2011)
  • 発明者名: 大山陽介, 大下浄治, 播磨裕
  • 権利者名: 広島大学
  • 産業財産権番号: 2011-001709
  • 出願年月日: 2011-01-07