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低電荷注入障壁に着目した近赤外領域に高い光電変換効率を持つ色素に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 26410206
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 エネルギー関連化学
研究機関九州工業大学

研究代表者

PANDEY SHYAM S.  九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 准教授 (60457455)

研究分担者 早瀬 修二  九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (80336099)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードStructural optimization / TD-DFT calculations / Far-red sensitizers / Squaraine dyes / Energy barrier mapping / Far-red dye sensitizers / DSSC / DSSCs / Gaussian program package / TD-DFT theory
研究成果の概要

近赤外光吸収出来る増感色素の設計および開発のために、理論及び実験的な方法を組み合わせて適用した。 遠赤色素を用いて、エネルギー及び電子吸収スペクトルの計算と実験値との差を最小にする計算パラメータの最適化にTD-DFT理論計算を実施した。それを実現するにスクアリル系色素利用し、HOMOのエネルギーについては0.1eV、吸収最大については40nm-60nmの差であることが分かりました。電子注入および色素再生の最小エネルギー障壁はそれぞれに対して0.15eV及び0.12eVが必要である事を見出さした。この結果近赤外波長の1060nmまで光収色素の設計することが可能であると結論した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 9件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Parametric Optimization for Dye-Sensitized Solar Cells using Far-Red Sensitizing Dyes with Cobalt Electrolyte2017

    • 著者名/発表者名
      Anusha Pradhan*, Maryala Saikiran, Gaurav Kapil, Shyam S. Pandey* and Shuzi Hayase
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: NA

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Combined theoretical and experimental approaches for development of Squaraine dyes with small energy barrier for electron injection2017

    • 著者名/発表者名
      Shyam S. Pandey, Takuya Morimoto, Naotaka Fujikawa, Shuzi Hayase
    • 雑誌名

      Solar Energy Materials and Solar Cells

      巻: 159 ページ: 625-632

    • DOI

      10.1016/j.solmat.2015.10.033

    • NAID

      120006533563

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design of Far-Red Sensitizing Squaraine Dyes Aiming Towards the Fine Tuning of Dye Molecular Structure2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Morimoto, Naotaka Fujikawa, Yuhei Ogomi, Shyam S. Pandey, Tingli Ma, and Shuzi Hayase
    • 雑誌名

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology

      巻: 16 号: 4 ページ: 3282-3288

    • DOI

      10.1166/jnn.2016.12304

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Parametric Optimization of Experimental Conditions for Dye-Sensitized Solar Cells based on Far-red Sensitive Squaraine Dye2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Morimoto, Naotaka Fujikawa, Yuhei Ogomi, Shyam S. Pandey, Shuzi Hayase
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 704 ページ: 0120021-0120027

    • NAID

      120006380810

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design of Far-red Sensitizing Squaraine Dyes Aiming Towards the Fine Tuning of Dye Molecular Structure2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Morimoto, Naotaka Fujikawa, Yuhei Ogomi, Shyam S. Pandey, Tingli Ma and Shuzi Hayase
    • 雑誌名

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology

      巻: NA

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Combined Theoretical and Experimental Approaches Towards Designing, NIR Dyes for Dye-Sensitized Solar Cells2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamaguchi, S. S. Pandey, N. Fujikawa, Y. Ogomi, S. Hayase
    • 雑誌名

      Journal of Engineering Science and Technology

      巻: 9 ページ: 51-65

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Molecular Design of far-red Sensitive Squaraine Dyes in-order to Probe the Minimum Energy Barrier for Dye-Regeneration2016

    • 著者名/発表者名
      Shyam S PANDEY*, Takuya MORIMOTO, Anusha PRADHAN, Maryala SAIKIRAN, Shuzi HAYASE
    • 学会等名
      26th Annual Meeting of Materials Research Society Japan
    • 発表場所
      Yokohama Port Opening Plaza, Yokohama, Japan
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical Molecular Design of Novel Near Infra-red Sensitizers for Dye-Sensitized Solar Cells using Gaussian Program Package2016

    • 著者名/発表者名
      Shyam S. Pandey*, Anusha Pradhan, Takuya Morimoto, Maryala Saikiran and Shuzi Hayase
    • 学会等名
      3rd International Conference on Computational Methods in Engineering and Health Sciences (ICCMEH2016)
    • 発表場所
      Kyushu Institute of Technology, Tobata, Kitakyushu, Japan
    • 年月日
      2016-12-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Parametric Optimization for Dye-Sensitized Solar Cells using Far-Red Sensitizing Dyes with Cobalt Electrolyte2016

    • 著者名/発表者名
      Anusha Pradhan*, Maryala Saikiran, Gaurav Kapil, Shyam S. Pandey and Shuzi Hayase
    • 学会等名
      4th International Symposium on Applied Engineering and Sciences (SAES 2016)
    • 発表場所
      Kyushu Institute of Technology, Tobata, Kitakyushu, Japan
    • 年月日
      2016-12-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Dye-Sensitized Solar Cells utilizing Far-red Sensitive Dyes in Combination with Cobalt Complex based Redox Electrolyte2016

    • 著者名/発表者名
      Anusha Pradhan, Maryala Saikiran, Gaurav Kapil, Shyam S. Pandey, Shuzi Hayase
    • 学会等名
      12th International Conference on Nano-Molecular Electronics (ICNME-2016
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center, Kobe Japan
    • 年月日
      2016-12-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Computational Molecular Design of Novel Dyes with Sensitivity in Far-red to Near Infra-red Wavelength Region for Dye-Sensitized Solar Cells2016

    • 著者名/発表者名
      Shyam S. Pandey
    • 学会等名
      ternational Conference on Communications and Computing Systems (ICCC-2016)
    • 発表場所
      Dronacharya College of Engineering, Gurgaon, India
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular Design and Photophysical Characterization of Squaraine Dyes with Small Energy Barrier for Electron Injection and Dye Regeneration2016

    • 著者名/発表者名
      Shyam S. Pandey*, Takuya Morimoto, Maryala Saikiran and Shuzi Hayase
    • 学会等名
      International Union of Materials Research Societies: International Conference on Electronic Materials (IUMRS-ICEM-2016)
    • 発表場所
      Suntec, Singapore
    • 年月日
      2016-07-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Constraints of NIR Dyes for Dye-Sensitized Solar Cells and Its Amicable Solution by Theoretical Molecular Design2016

    • 著者名/発表者名
      Shyam S. Pandey*, Takuya Morimoto, Maryala Saikiran and Shuzi Hayase
    • 学会等名
      International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals (ICSM-2016)
    • 発表場所
      Guanzhou, China
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design and Photophysical Characterizations of Far-red Sensitive Squaraine Dyes with Small Energy Barrier for Dye Regeneration2016

    • 著者名/発表者名
      PANDEY, Shyam S.; MORIMOTO, Takuya; SAIKIRAN, Maryala; HAYASE, Shuzi
    • 学会等名
      96th Spring Meeting of Japan Chemical Society,
    • 発表場所
      Doshisha University, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Mapping of Minimum Energy Barrier for Electron Injection and Dye Regeneration Utilizing Model Squaraine Dyes2016

    • 著者名/発表者名
      Shyam S. Pandey*, Takuya Morimoto, Anusha Pradhan, Maryala Saikiran and Shuzi Hayase
    • 学会等名
      4th International Symposium on Applied Engineering and Sciences (SAES 2016)
    • 発表場所
      Kyushu Institute of Technology, Tobata, Kitakyushu, Japan
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Design and Development Novel NIR Dyes by Extending the π- Conjugation for Molecular Photovoltaics2015

    • 著者名/発表者名
      Shyam S. Pandey, Takuya Morimoto, Naotaka Fujikawa, Yuhei Ogomi, Shuzi Hayase
    • 学会等名
      India-Japan Expert Group Meeting on Biomolecular Electronics and Organic Nanotechnology for Environment Preservation (IJEGMBE-2015)
    • 発表場所
      Kyushu Institute of Technology, Tobata, Japan
    • 年月日
      2015-12-23
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Parametric Optimizations of Experimental Conditions for Dye Sensitized Solar Cells Based on Far-red Sensitive Squaraine Dye2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Morimoto, Naotaka Fujikawa, Yuhei Ogomi, Shyam S. Pandey, Shuzi Hayase
    • 学会等名
      India-Japan Expert Group Meeting on Biomolecular Electronics and Organic Nanotechnology for Environment Preservation (IJEGMBE-2015)
    • 発表場所
      Kyushu Institute of Technology, Tobata, Japan
    • 年月日
      2015-12-23
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular design and photophysical characterization of squaraine dyes with varying fluoroalkyl substituents2015

    • 著者名/発表者名
      T. Morimoto, N. Fujikawa, Y. Ogomi, Y. Yamaguchi, S.S. PANDEY, T. Ma, S. Hayase
    • 学会等名
      THE INTERNATIONAL CHEMICAL CONGRESS OF PACIFIC BASIN SOCIETIES (PACIFICHEM-2015)
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of Squaraine Based NIR Dyes with Extended -πconjugation for Dye-Sensitized Solar Cells2015

    • 著者名/発表者名
      Shyam S. Pandey, Takuya Morimoto, Naotaka Fujikawa, and Shuzi Hayase
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Applied Engineering and Sciences (SAES-2015)
    • 発表場所
      Universiti Putra Malaysia, Malaysia
    • 年月日
      2015-11-23
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design and Photophysical Characterizations of Fluoroalkyl Substituted Squaraine Dyes for Dye-Sensitized Solar Cells2015

    • 著者名/発表者名
      Shyam S. Pandey, Takuya Morimoto, Naotaka Fujikawa, Yuhei Ogomi,Shuzi Hayase
    • 学会等名
      ICMAT 2015 and IUMRS-ICA 2015
    • 発表場所
      SUNTEC, Singapore
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Combined Theoretical and Experimental Approaches For Development Of NIR Dyes With Small Energy Barrier2015

    • 著者名/発表者名
      Shyam S. Pandey, Takuya Morimoto, Naotaka Fujikawa, Yuhei Ogom, Shuzi Hayase
    • 学会等名
      PHOTOVOLTAIC TECHNICAL CONFERENCE - ADVANCED MATERIALS AND PROCESSES TO INNOVATIVE APPLICATIONS (PVTC-2015)
    • 発表場所
      Centre de Congres, AIX EN PROVENS, France
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular Design of NIR Dyes for Dye-Sensitized Solar Cells: Aiming Towards Mapping of Minimum Energy Barrier2014

    • 著者名/発表者名
      Shyam S. Pandey, Takuya Morimoto, Naotaka Fujikawa, Yuhei Ogomi, Yoshihiro Yamaguchi and Shuzi Hayase
    • 学会等名
      UPM-Kyutech International Symposium on Applied Engineering and Sciences (SAES-2014)
    • 発表場所
      Kyushu Institute of Technology, Tobata, Kitakyushu, Japan
    • 年月日
      2014-12-20 – 2014-12-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Photo-physical and Photovoltaic Characterization of Far-red Sensitizing Squaraine Dyes Aiming Towards Fine-tuning of the Molecular Structure2014

    • 著者名/発表者名
      Takuya Morimoto, Naotaka Fujikawa, Yuhei Ogomi, Shyam S. Pandey, Tingli Ma and Shuzi Hayase
    • 学会等名
      11th International Conference on Nanomolecular Electronics [ICNME-2014]
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center, Kobe, Japan
    • 年月日
      2014-12-17 – 2014-12-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] Welcome to Hayase-Pandey and Ma Laboratory

    • URL

      http://www.life.kyutech.ac.jp/~hayase/index-Eng.htm

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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