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2004 年度 実績報告書

新規光/電子機能媒体としてのナノヘテロ構造高分子擬固体の研究と光電変換への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15033208
研究機関茨城大学

研究代表者

金子 正夫  茨城大学, 理学部, 教授 (90109794)

キーワード多糖類固体 / 自然対流 / 分子拡散 / 光電子移動 / ルテニウムビピリジン錯体 / メチルビオロゲン / 色素増感太陽電池 / 交流インピーダンス解析
研究概要

本研究者が明らかにしているように,水を多量に含みながら,3次元的に架橋したヘリックスからなるナノヘテロ構造を持ち,硬く弾力性のある材料を作る多糖類固体中においては,高速分子拡散や電荷伝搬が起こるので,新規な光/電子機能のための固体媒体としての応用が期待される.そのための基礎的研究と,色素増感太陽電池への応用を行った.
1)ミクロには液体でありながら固体状態を取る多糖類の基礎的な性質を調べた.アガロースやカラゲニンなどの固体中では分子は自由に拡散するが,自然対流が全く起こらないことを明らかにした.
2)この固体中では増感剤の光励起状態から電子受容体への電子移動が水溶液中と同じに起こることをすでに見出している.ここではさらに,このような固体状態でのRu(bpy)_3^<2+>からメチルビオロゲンへの光電子移動において,光定常状態における平衡がどのように変わるかを研究した.光照射下でのin situ可視部吸収スペクトルをダイオードアレーで測定できるように工夫し,光定常下でのビオロゲンカチオンラジカル(MV^+)濃度を測定した.水を多量に含むアガロース固体中では,MV^+の定常濃度が増加する速度は遅いが,光定常状態ではMV^+濃度が水溶液中よりずっと大きい事が明らかとなった.
3)本多糖類固体中にヨウ素系レドックス剤有機溶液を取り込んで電解質固体として用い,色素増感太陽電池を構成,液体系とほぼ同じ光電変換効率を示すことを明らかにした.交流インピーダンス法による解析により,二酸化チタン多孔質膜/電解質相界面,二酸化チタン内部,対極白金/電解質相界面,および電解質相内部の電荷伝搬は,液体型と固体型とほぼ同等なことを明らかにした.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (6件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Effect of Humidity on Photoluminescence from Ru(bpy)_3^<2+> Incorporated into a Polysaccharide Solid Film and its Application to Optical Humidity Sensor2005

    • 著者名/発表者名
      K.Takato, N.Gokan, M.Kaneko
    • 雑誌名

      J.Photochem.Photobiol. 169

      ページ: 109-114

  • [雑誌論文] Investigation of Photostationary State of Chromophor/Aceptor and Related Multistep Electron Relay by in situ Visible Avsorpotion Spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      M.Kaneko, K.Suzuki, Y.Kaburagi
    • 雑誌名

      J.Photochem.Photobiol.A : Chemistry 169

      ページ: 71-77

  • [雑誌論文] Solid Type Dye-Sensitized Solar Cell Using Polysaccharide Containing Redox Electrolyte Solution2004

    • 著者名/発表者名
      M.Kaneko, T.Hoshi, Y.Kaburagi, H.Ueno
    • 雑誌名

      J.Eloectroanal.Chem. 572

      ページ: 22-27

  • [雑誌論文] 有機薄膜太陽電池の研究と発展2004

    • 著者名/発表者名
      金子正夫
    • 雑誌名

      太陽エネルギー 30

      ページ: 3-7

  • [雑誌論文] ナノ構造ヒドロゲルリアクターを用いた電気化学測定と分子拡散2004

    • 著者名/発表者名
      金子正夫
    • 雑誌名

      高分子加工 53

      ページ: 407-411

  • [雑誌論文] 色素増感太陽電池の動作機構と固体化2004

    • 著者名/発表者名
      金子正夫
    • 雑誌名

      応用物理 73

      ページ: 1541-1544

  • [図書] ナノ・IT時代の分子機能材料と素子開発(吉野勝美編)2004

    • 著者名/発表者名
      金子正夫
    • 総ページ数
      444-456
    • 出版者
      エヌ・テイー・エス
  • [産業財産権] 窒素含有化合物の光分解方法2004

    • 発明者名
      金子 正夫, 星野 幹雄
    • 権利者名
      金子 正夫, 星野 幹雄
    • 産業財産権番号
      特願2004-379280
    • 出願年月日
      2004-12-28

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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