| 研究概要 |
酸化チタン(TiO_2)とジシアノメチレン化合物(TCNX)の界面錯体を用いた新型有機系太陽電池の物性制御を目的に、TCNQに電子供与性置換基を導入したTCNQ-Me_4の合成とこの化合物を用いた光電変換領域の長波長化と、光電変換とキャリアダイナミクスにおけるTiO_2の化学修飾効果について研究を行った。
(1)TCNQ-Me_4の合成と光電変換領域の長波長化
TCNQ-Me_4をBryceらが報告した合成方法(J.Org.Chem.57,1690(1992))に従い合成した。得られたTCNQ-Me_4のアセトニトリル溶液に、TiO_2多孔質電極を浸漬して作製した光アノード電極と、正孔輸送剤としてヨウ素電解液(1M LiI,0.025M I_2/アセトニトリル)、対極として白金蒸着FTO基板を用いて電気化学太陽電池を作製した。この太陽電池の分光感度特性を調べた結果、入射光-電流変換効率(IPCE)のピーク位置が約620nm、立上りが900nmのIPCEスペクトルが観測された。TiO_2-TCNQ太陽電池と比較した結果、メチル基を4つ導入することでIPCEの立上りが120nm程度長波長シフトすることがわかった。
(2)光電変換とキャリアダイナミクスにおけるTiO_2の化学修飾効果
種々のコール酸誘導体を用いてTiO_2表面の共吸着剤効果を検討した結果、TiO_2-TCNQ太陽電池のエネルギー変換効率が大幅に増加することがわかった。なかでもウルソデオキシコール酸を用いた場合に、最も高い値が得られ、さらに、電解液にグアニジニウムイオンを添加することで、エネルギー変換効率約3.2%を達成した。また、本予算で購入したオシロスコープとレーザーダイオードを用いて、次年度実施予定の電子寿命測定装置を構築した。
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