界面構造設計した高機能化ナノ粒子の太陽電池デバイスへの応用

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23246132
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 化工物性・移動操作・単位操作
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 神谷 秀博 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20183783)
• 研究分担者: ウレット レンゴロ 東京農工大学, 大学院工学研究院, 准教授 (10304403) ; 鮫島 俊之 東京農工大学, 大学院工学研究院, 教授 (30271597) ; 伊原 学 東京工業大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (90270884) ; 伏見 千尋 東京農工大学, 大学院工学研究院, 准教授 (50451886) ; 飯島 志行 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 講師 (70513745) ; 酒井 幹夫 東京大学, 大学院工学研究科, 准教授 (00391342) ; 稲澤 晋 東京農工大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30466776)
• 研究期間 (年度): 2011-11-18 – 2014-03-31
• キーワード: ナノ粒子 / ナノ複合体 / 界面設計 / ナノ配列設計

研究概要

シリカナノ粒子表面にシリコーンモノマー被覆を行った上で、重合反応させる二段階プロセスによりタンデム型固体接触太陽電池の接合用シート等に応用可能な柔軟性、耐久性の髙いシリカナノ粒子分散ポリマーシート合成法を確立した。このシートは、量子効果を有する半導体ナノ粒子の分散も可能であり、波長変換による太陽電池の高性能化も期待できる。また、銀ナノ粒子の二段階表面改質法により色素増感型太陽電池への銀ナノ粒子の分散・充填性改善によるプラズモン効果の向上も確認した。リチウム電池負極原料グラファイト粒子表面へのCoOナノ粒子の被覆性向上に応用し、還元CVD反応による炭素系ナノ物質の高密度表面被覆に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Simultaneous deposition of submicron aerosols onto both surfaces of a plate substrate by electrostatic forces (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Gen, S. Ikawa, S. Sagawa, I. W. Lenggoro
  • 雑誌名: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 巻: 12 ページ: 238-241
  • DOI: 10.1380/ejssnt.2014.238
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carbon Nanotube /Nanofibers and Graphite Hybrids for Li-Ion Battery Application (2014)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Nomura, Ilya V. Anoshkin, Chikaaki Okuda, Motoyuki Iijima, Yoshio Ukyo, Hidehiro Kamiya, Albert G. Nasibulin, and Esko I. Kauppinen
  • 雑誌名: Journal of Nanomaterials 巻: (Article ID 586241)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Area-selective deposition of charged particles derived from colloidal aerosol droplets on a surface with different hydrophilic levels (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Kusdianto, M. Gen, I. W. Lenggoro
  • 雑誌名: Journal of Aerosol Science 巻: (in print)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Composites of SnO2 /layered SnOx compounds and their electrical properties (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenji Suzuoka, Kazuhiko Katoh, Yasunori Tabira, Isamu Yashima, Motoyuki Iijima, Hidehiro Kamiya
  • 雑誌名: RSC Adv. 巻: Vol3 ページ: 22931-22934
  • DOI: 10.1039/c3ra43904f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Free-standing, roll-able, and transparent silicone polymer film prepared by using nanoparticles as cross-linking agents (2013)
  • 著者名/発表者名: Motoyuki Iijima, Sayaka Omori, Keisuke Hirano, Hidehiro Kamiya
  • 雑誌名: Adv. Powder Technol. 巻: Vol24(3) ページ: 625-631
  • DOI: 10.1016/j.apt.2012.11.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of dispersion and aggregation behavior of carbon black particles in aqueous suspension by colloid probe AFM method (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoko Hanada, Shoichi Masuda, Motoyuki Iijima, Hidehiro Kamiya
  • 雑誌名: Adv. Powder Technol. 巻: Vol 24(5) ページ: 844-851
  • DOI: 10.1016/j.apt.2013.02.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of TiO2 nanoparticles aggregation in silicate thin coating films on photocatalytic behavior for antifouling materials (2013)
  • 著者名/発表者名: Ken Yoshioka, Tetsuya Okuda, Hisashi Fujii, Yoshihito Kamimoto, Hidehiro Kamiya
  • 雑誌名: Adv. Powder Technol. 巻: 24(5) ページ: 886-890
  • DOI: 10.1016/j.apt.2013.05.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of structure of cationic dispersants on stability of carbon black nanoperticles and further processability through layer by layer surfacemodification (2013)
  • 著者名/発表者名: Motoyuki Iijima, M. Yamazaki, Y. Nomura, Hidehiro Kamiya
  • 雑誌名: Chemical Engineering Science 巻: 85 ページ: 30-37
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal stability of silica-coated magnetite nanoparticles prepared by an electrochemical method (2013)
  • 著者名/発表者名: F. Fajaroh, H. Setyawan, A. Nur, I. W. Lenggoro
  • 雑誌名: Advanced Powder Technology 巻: 24 ページ: 507-511
  • DOI: 10.1016/j.apt.2012.09.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] ナノ粒子で架橋したシリコーンポリマーシートの粒子濃度がシート物性に及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大森さやか,飯島志行,平野敬佑,神谷秀博
  • 雑誌名: 粉体工学会誌 巻: Vol49(12) ページ: 876-882
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrophobic group functionalization of polyethylemeimine for controlling dispersion behavior of silicon carbide nanoparticles in aqueous suspension (2012)
  • 著者名/発表者名: Youske Nomura, Motoyuki Iijima, Hidehiro Kamiya
  • 雑誌名: J. Am. Ceram. Soc. 巻: 95 ページ: 3448-3454
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-step synthesis of silica-coated magnetite nanoparticles by electrooxidation of iron in sodium silicate solution (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Setyawan, F. Fajaroh, W. Widiyastuti, S. Winardi, I. W. Lenggoro, N. Mufti
  • 雑誌名: Journal of Nanoparticle Research 巻: 14 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1007/s11051-012-0807-7
  • 査読あり
• [学会発表] 異なる凝集状態の高濃度微粒子サスペンション挙動の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 桑原奈緒子、飯島志行、神谷秀博
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2014年年会
  • 発表場所: 慶応義塾大学(日吉キャンパス)
  • 年月日: 20140317-19
• [学会発表] Nanoparticle and Carbon Nanomaterial coated fine particles prepared through colloidal and CVD conbined process (2013)
  • 著者名/発表者名: Hidehiro Kamiya, Yosuke Nomura, Ilya V. Anoshkin, Chikaaki Okuda, Motoyuki Iijima, Yoshio Ukyo, Albert G. Nasibulin, and Esko I. Kauppinen
  • 学会等名: 5th International Symposium on Adevanced Ceramics (ISAC-5)
  • 発表場所: China
  • 年月日: 20131209-13
  • 招待講演
• [学会発表] 高速ローター・ステーターミキサーを用いたナノ粒子凝集体分散安定化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金澤賢次郎,森安信彦,飯島志行,神谷秀博
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 信州大学(長野キャンパス)
  • 年月日: 20130904-06
• [学会発表] Controlling Stability of Functional Nanoparticles in Organic Solvents and Polymeric Materials : From Homogeneous Dispersion to Nano-scale Alignment (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Iijima and H. Kamiya
  • 学会等名: 12th International Conference on Ceramic Processing Science
  • 発表場所: USA
  • 年月日: 20130804-07
• [学会発表] Effect of Surface Chemical Structure of Ag Nanoparticles on Supporting Behavior into TiO2 Porous Films and their Optical Properties (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Miyazaki, M. Iijima, M. Ihara and H. Kamiya
  • 学会等名: 12th International Conference on Ceramic Processing Science
  • 発表場所: USA
  • 年月日: 20130804-07
• [学会発表] Transparent Silicone Polymer Composite Films with Silica and Functional Nanoparticles (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Iijima, S. Omori, M. Kimura, K. Hirano, H. Kamiya
  • 学会等名: 10th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology
  • 発表場所: USA
  • 年月日: 20130604-07
  • 招待講演
• [学会発表] Preparation of SnO2/layered SnOx compound composites and their electrical properties (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Suzuoka, K. Katoh, Y. Tabira, I. Yashima, M. Iijima, H. Kamiya
  • 学会等名: 10th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology
  • 発表場所: USA
  • 年月日: 20130604-07
• [学会発表] 配位子交換法による疎水性 Agナノ粒子の表面修飾条件が粒子分散安定性に及ぼす影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮崎駿人,飯島志行,神谷秀博,伊原学
  • 学会等名: 化学工学会第78年会
  • 発表場所: 大阪大学(豊中キャンパス)
  • 年月日: 20130317-19
• [学会発表] Nanoparticle and nanomaterial dispersion behavior and packing structure control for applications in polymer composites and Li-ion batteries (2013)
  • 著者名/発表者名: Hidehiro Kamiya, Youske Nomura, Murino Kobayakawa, Motoyuki Iijima, Ilya V. Anoshkin, Albert G. Nasibulin and Esko I. Kauppinen
  • 学会等名: THERMEC2013
  • 発表場所: Las Vegas USA
  • 年月日: 2013-12-05
  • 招待講演
• [学会発表] Nanoparticle and nanomaterial dispersion behaviour control forapplication in polymer composites and Li-ion batteries (Plenary) (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kamiya
  • 学会等名: PARTEC 2013
  • 発表場所: Nurunberg, Germany
  • 年月日: 2013-04-25
• [学会発表] Nanoparticle surface design for controlling their dispersion stability and processing functional composite materials (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Iijima, H. Kamiya
  • 学会等名: The American Ceramic Society, 37th International Conference and Expo on Advanced Ceramics and Composite
  • 発表場所: USA
  • 年月日: 2013-01-31
  • 招待講演
• [学会発表] 球形シリカ粒子の凝集状態による水系サスペンション粘度特性への影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 桑原奈緒子,飯島志行,神谷秀博
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第25回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学(東山キャンパス)
  • 年月日: 20120919-21
• [学会発表] ナノ粒子の分散・集合状態制御と材料プロセスへの応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 神谷秀博,飯島志行
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第25回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学(東山キャンパス)
  • 年月日: 20120919-21
• [学会発表] ITO微粒子を分散したシリコーンポリマーシートの調製と機能評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村窓香,飯島志行,神谷秀博,平野敬祐
  • 学会等名: 第47回技術討論会(粉体工学会・日本粉体工業技術協会)
  • 発表場所: 東京大学(駒場キャンパス)
  • 年月日: 20120612-13
• [学会発表] ナノ粒子で架橋したシリコーンポリマーシートの機能制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大森さやか,飯島志行,神谷秀博,平野敬祐
  • 学会等名: 粉体工学会2012年春期研究発表会
  • 発表場所: メルパルク京都(京都府)
  • 年月日: 20120522-23
• [学会発表] Ag/シリカコアシェルナノ粒子の調製とチタニア膜への担持 (2012)
  • 著者名/発表者名: 江刺隼基,飯島志行,神谷秀博,平野和希,伊原学
  • 学会等名: 化学工学会第77年会
  • 発表場所: 工学院大学(新宿キャンパス)
  • 年月日: 20120315-17
• [学会発表] Nanoparticle Aggregation and Dispersion Behavior Control for Material Processing (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kamiya
  • 学会等名: ModTech2012
  • 発表場所: Rumania
  • 年月日: 2012-05-24
  • 招待講演
• [学会発表] Processing Silicone Polymers into Flexible and Transparent Nanocomposite Film : Nanoparticles as Cross-linkers and Functional Fillers (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Iijima, S. Omori, K. Hirano, H. Kamiya
  • 学会等名: MRS Spring Meeting
  • 発表場所: MRS Spring Meeting, USA
  • 年月日: 2012-04-12
• [学会発表] ナノ粒子を架橋剤に用いた透明シリコーンポリマーシートの調製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大森さやか,飯島志行,神谷秀博,平野敬祐
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学(札幌キャンパス)
  • 年月日: 20110907-11
• [図書] 分散・塗布・乾燥の基礎と応用(分担執筆) (2014)
  • 著者名/発表者名: 神谷秀博
  • 総ページ数: 7-22,65-71,93-95
  • 出版者: テクノシステム
• [備考]
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~kamihide/index.html