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2017 年度 実施状況報告書

近赤外領域に吸収および蛍光を示す新規な分子骨格を有する色素の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K05894
研究機関岐阜大学

研究代表者

窪田 裕大  岐阜大学, 工学部, 助教 (50456539)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード近赤外 / スクアリリウム色素 / BODIPY色素 / 蛍光 / 色素増感太陽電池
研究実績の概要

近赤外領域に吸収および蛍光を示す色素は、有機太陽電池、分子イメージングなどへの応用が可能であるが、このような特性を示す色素の分子骨格は限られている。
本研究では近赤外領域に吸収および蛍光を示す新規な分子骨格を有する色素の開発を目指す。
近赤外領域(700nm以上)に吸収および蛍光を示す新規色素としてベンゾインドレニン部位を有するスクアリリウム色素およびチオフェン縮環型BODIPY色素の開発を行った。
ベンゾインドレニン型スクアリリウム色素はエタノール中で771nmから820nmに最大吸収波長を示した。これらの色素を色素増感太陽電池用増感剤として評価した。その結果、いずれのスクアリリウム色素も近赤外領域に増感を示した。ジアルキルアミノ基の導入は最大吸収波長の長波長化を導いたが、HOMOエネルギーレベルの上昇も引き起こしヨウ素レドックスから色素への電子移動が困難となり変換効率は低い値を示した(0.25%から0.30%)。それに対し、2-エチルヘキシル基の導入は適切なHOMOおよびLUMOエネルギー準位を導き、640nmから860nmという幅広い近赤外領域においてIPCE値20%以上を達成し有用な近赤外増感色素であることを明らかにした。
チオフェン縮環型BODIPY色素はジクロロメタン溶液中で783nmから812nmに最大吸収波長を示した。またジクロロメタン溶液中で862nmから916nmという近赤外領域において最大蛍光波長を示すことを見出した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成29年度中の目標であった様々な最大吸収波長(700 nm~1000 nm)および最大蛍光波長(800 nm~1100 nm)を示す色素の開発に成功した。

今後の研究の推進方策

新規骨格を有する新たな色素の開発および色素の構造改変や置換基導入により最大吸収波長および最大蛍光波長の更なる長波長化を目指す。

次年度使用額が生じた理由

残りが少額(14,378円)のため次年度に繰り越した。
繰越したお金は試薬の購入などに使用する。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Wide-Range Near-Infrared Sensitizing 1H-Benzo[c,d]indol-2-ylidene-Based Squaraine Dyes for Dye-Sensitized Solar Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Haishima, Yasuhiro Kubota, Kazuhiro Manseki, Jiye Jin, Yoshiharu Sawada, Toshiyasu Inuzuka, Kazumasa Funabiki, Masaki Matsui
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1021/acs.joc.8b00070

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 新規蛍光色素を合成する取り組み2017

    • 著者名/発表者名
      窪田裕大
    • 雑誌名

      加工技術

      巻: 52 ページ: 8-15

  • [雑誌論文] Synthesis and Fluorescence Properties of Novel Squarylium Boron Complexes2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Kubota, Masahiro Tsukamoto, Katsuhiro Ohnishi, Jiye Jin, Kazumasa Funabikia, Masaki Matsui
    • 雑誌名

      Organic Chemistry Frontiers

      巻: 4 ページ: 1522-1527

    • DOI

      10.1039/c7qo00225d

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of benz[c,d]indolenine-based unsymmetrical squaraine dyes to near-infrared dye-sensitized solar cells2017

    • 著者名/発表者名
      Masaki Matsui, Yuki Haishima, Yasuhiro Kubota, Kazumasa Funabiki, Jiye Jin, Taek Hyeon Kim, Kazuhiro Manseki
    • 雑誌名

      Dyes and Pigments

      巻: 141 ページ: 457-462

    • DOI

      10.1016/j.dyepig.2017.02.024

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] チオフェン縮環BODIPY色素の近赤外色素増感太陽電池用増感色素への応用2018

    • 著者名/発表者名
      窪田裕大・木村興誠・船曳一正
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] ピロロピロールを母体とする色素の合成2018

    • 著者名/発表者名
      窪田裕大・小出健太・船曳一正
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] アントラキノン二核ホウ素錯体の合成と光学特性2018

    • 著者名/発表者名
      窪田裕大・水野佑香・赤田宙生・船曳一正・松居正樹
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] クロコニウム色素の合成と光学特性2018

    • 著者名/発表者名
      窪田裕大・谷内優介・船曳一正
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] Synthesis and Optical Properties of Boron Complexes2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Kubota, Kazumasa Funabiki, Masaki Matsui
    • 学会等名
      8th East Asia Symposium on Functional Dyes and Advanced Materials
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis and Fluorescence Properties of Novel Squarylium Boron Complexes2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Kubota, Kazumasa Funabiki, Masaki Matsui
    • 学会等名
      2nd International Conference on Sustainable Materials Science and Technology
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical Properties of Squarylium Dyes and Their Boron Complexes2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Kubota, Motoki Tachikawa, Toshiyasu Inuzuka, Kazumasa Funabiki, Masaki Matsui
    • 学会等名
      色材協会創立90周年記念会議
    • 国際学会
  • [学会発表] 近赤外色素増感太陽電池用チオフェン縮環BODIPYの色素の開発2017

    • 著者名/発表者名
      窪田 裕大・木村 興誠・萬関 一広・犬塚 俊康・船曳 一正
    • 学会等名
      第48回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • [学会発表] ピロール縮環BODIPY色素の開発2017

    • 著者名/発表者名
      窪田 裕大・小出 健太・犬塚俊康・船曵 一正
    • 学会等名
      第48回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • [学会発表] 種々の置換基を有するベンズ[c,d]インドレニン型スクアリリウム色素の色素増感太陽電池への応用2017

    • 著者名/発表者名
      蓜島 優生・窪田 裕大・犬塚 俊康・船曳 一正・萬関 一広・松居 正樹
    • 学会等名
      第48回中部化学関係学協会支部連合秋季大会

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公開日: 2018-12-17  

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