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2005 年度 実績報告書

分子間相互作用を利用したナノ分子集合体構築と光機能発現

研究課題

研究課題/領域番号 16310073
研究機関京都大学

研究代表者

今堀 博  京都大学, 工学研究科, 教授 (90243261)

キーワードポリフィリン / フラーレン / デンドリマー / ナノ微粒子 / コロイド / 太陽電池 / ホスト・ゲスト相互作用 / 水素結合
研究概要

本研究では、ポルフィリンとフラーレンを酸化物半導体電極上に逐次組織化する方法を開発した。まず第1段階目として、ドナーであるポルフィリンをデンドリマーや金ナノ微粒子などを用いて、3次元的にナノ組織化を行なった。第2段階目に、ポルフィリンナノ組織体とアクセプターであるフラーレンとのπ-π相互作用により、ドナー・アクセプター複合超分子を形成した。第3段階目では、疎液相互作用により、この超分子が会合した複合コロイドを形成した。第4段階目では、この複合コロイドを電気泳動法により、酸化スズ電極上に電着させ、最終的にボトムアップ式の修飾電極を作製した。この電極を用いて、色素増感型太陽電池を構築すると、そのエネルギー変換効率は最高で1.5%に達した。本系ではポルフィリンとフラーレンのホスト・ゲスト相互作用を制御することで、さらなる効率の向上が見込める。そこで、ポルフィリン修飾金ナノ微粒子上にフラーレンを取り込むバケツ型の大きな空孔を導入することで、光電変換効率を向上させることを試みた。バケツ型の大きな取り込み空間を有するポルフィリン修飾金ナノ微粒子は、取り込み比に関して、より多くのフラーレン分子を取り込むことができ、その結果、楔型の小さな取り込み空間を持つ参照系と比較して、光電変換特性が約1.5倍向上することがわかった。さらにドナー・アクセプター分子を、水素結合によって酸化スズ半導体電極上へ組織化した色素増感・バルクヘテロ接合光電変換デバイスも構築した。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Structure and Photoelectrochemical Properties of Nanostructured SnO_2 Electrodes Deposited Electrophoretically with the Composite Clusters of Porphyrin-Modified Gold Nanoparticle with a Long Spacer and Fullerene2006

    • 著者名/発表者名
      H.Imahori et al.
    • 雑誌名

      Tetrahedron 62・9

      ページ: 1955-1966

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Effects of Fullerene Substituents on Structure and Photoelectrochemical Properties of Fullerene Nanoclusters Electrophoretically Deposited on Nanostructured SnO_2 Electrodes2005

    • 著者名/発表者名
      H.Imahori et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.B 109・12

      ページ: 5700-5706

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Host-Guest Interactions in the Supramolecular Incorporation of Fullerenes into Tailored Holes on Porphyrin-Modified Gold Nanoparticles in Molecular Photovoltaics2005

    • 著者名/発表者名
      H.Imahori et al.
    • 雑誌名

      Chem.Eur.J. 11・24

      ページ: 7265-7275

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Photovoltaic Cells Using Composite Nanoclusters of Porphyrins and Fullerences with Gold Nanoparticles2005

    • 著者名/発表者名
      T.Hasobe et al.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 127・4

      ページ: 1216-1228

  • [雑誌論文] Molecular Photoelectrochemical Devices : Supramolecular Incorporation of C_<60> Molecules into Tailored Holes on Porphyrin-Modified Gold Nanoclusters2005

    • 著者名/発表者名
      H.Imahori et al.
    • 雑誌名

      Adv.Mater. 17・14

      ページ: 1216-1228

  • [雑誌論文] Hydrogen Bonding Effects on the Surface Structure and Photoelectrochemical Properties of Nanostructured SnO_2 Electrodes Modified with Porphyrin and Fullerene Composites2005

    • 著者名/発表者名
      H.Imahori et al.
    • 雑誌名

      J Phys.Chem.B. 109・39

      ページ: 18465-18474

  • [図書] 薄膜太陽電池の開発最前線(分担執筆)2005

    • 著者名/発表者名
      今堀 博 他
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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