| 研究課題/領域番号 |
20K22334
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0202:物性物理学、プラズマ学、原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
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| 研究機関 | 福井工業大学 |
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研究代表者 |
竹下 達哉 福井工業大学, 環境情報学部, 講師 (80881903)
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| 研究期間 (年度) |
2020-09-11 – 2022-03-31
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| キーワード | クレシルバイオレット / シランカップリング剤 / 二酸化チタン / 色素増感太陽電池 / DFT / TD-DFT |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、シランカップリング剤に基づく自己組織化単分子膜の形成が与える、有機色素の配向・配列および色素増感太陽電池(DSSC)の光電変換効率への影響を明らかにすることを目的とした研究を行った。初年度は、シランカップリング剤と結合したクレシルバイオレット(CV)の量子化学計算を実行し、DSSCの光増感色素として機能することを明らかにした。次年度は、シランカップリング剤と結合したCVで増感された酸化チタン電極の作製およびその酸化チタン電極を用いたDSSCの作製と評価を行った。シランカップリング剤は酸化チタン表面上で生じるCVの凝集を抑制し、結果としてDSSCの光電変換効率の向上をもたらした。
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| 自由記述の分野 |
物理化学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
色素増感太陽電池(DSSC)の光電変換では、光励起された有機色素から酸化チタン(TiO2)への電子注入が鍵となる。効率的な電子注入のために、DSSCの有機色素には、物性に関わる設計と配向・配列の制御に関わる設計が組み込まれており、その構造は複雑化している。そのため、合成には多段階のステップとコストが必要となる。本研究では、配向・配列の制御に関わる部分において、TiO2表面をシランカップリング剤で化学修飾する方法を用いた。そのシランカップリング剤と有機色素を結合させることで、TiO2表面上で生じる有機色素の凝集が抑制され、DSSCの光電変換効率が向上することを見出した。
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