| 研究領域 | 光―分子強結合反応場の創成 |
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| 研究課題/領域番号 |
19049012
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
山田 淳 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (30136551)
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| 研究分担者 |
秋山 毅 滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (20304751)
桑原 穣 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 助教 (60347002)
須川 晃資 日本大学, 理工学部, 助手 (40580204)
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| キーワード | 構造・機能材料 / 自己組織化 / 表面・界面物性 / プラズモン / 光エネルギー変換 |
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| 研究概要 |
最終年度にあたり、光電変換機構の解明とデバイス化に取り組んだ。金・銀ナノ粒子を構成要素とするナノ構造体ならびにナノ構造体について、ポリチオフェンや低分子色素を組み合せて光電変換素子を構築し、高効率の光電変換系を構築した。これを固体系に展開し、太陽電池機能を確立した。
(1)ナノ粒子・ナノ構造の作製(研究分担者:秋山、桑原、テクニカルスタッフ)
金ナノ粒子、銀ナノ粒子、金-銀合金ナノ粒子を合成した。液-液界面法や静電吸着法を駆使してこれらナノ粒子の集合構造体を構築した。
(2)光電変換素子の特性評価と固体化(山田、研究分担者:秋山、須川)
光電変換反応における金属の種類とナノ構造の密度の影響等を明確化するため、周期的ナノ構造(須川)とボトムアップナノ構造(山田、秋山)で比較した。実験効率向上のため、分光光度計を購入した。ナノ構造/色素薄膜系を作製し、光電流、蛍光、SERSスペクトルを系統的に比較検討した。その結果、金より銀の方が高効率であること、規則構造ではプラズモンバンドに対応して光電流が変化することを見出した。電場増強効果の定量化につながる成果である。また電解法についても検討し、光散乱効果なども加味すると、平面電極に対して2桁の光電流増大を可能にした。これらの成果を基に、色素/ナノ構造体を電極で挟み込んだ湿式太陽電池を構成し、太陽電池特性の発現に成功した。
(3)新奇光エネルギー変換ミッション(山田)
最終年度にあたり、申請者グループの金属ナノ構造/有機系、及川グループ(A01班)(共役高分子)の系、立間グループ(A01班)(半導体/ナノ構造系)の系について総合的に比較検討し、よりすぐれた光電変換系を見出すとともに、いずれの系も固体太陽電池へと導いた。
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