表面プラズモン複合励起型有機薄膜太陽電池の創製

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23760010
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 馬場 暁 新潟大学, 研究推進機構超域学術院, 准教授 (80452077)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: 電子デバイス・機器 / 超薄膜 / 太陽電池 / 電子・電気材料 / プラズモニクス

研究概要

伝播型表面プラズモンと局在表面プラズモンの相互作用における電界増強効果について種々の構造を用いて評価を行い、効率的なデバイス設計の指針を得るべく実験を推進した。金微粒子を坦持した酸化チタン微粒子を作製し、酸化チタン上の金微粒子の濃度を変化させることで、デバイスの最適化を行った。その結果、金微粒子の濃度1at%の時において、金属格子/金微粒子坦持酸化チタン薄膜/色素/電解質の系において約7.5倍もの光電流増大に成功した。さらに金微粒子の濃度を上げていくと、今度は金微粒子の光吸収が大きくなるために、光電流増大が減少していくことが分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Enhanced Photocurrent Properties of Dye/Au-loaded TiO2 Films by Grating-coupled Surface Plasmon Excitation (2013)
  • 著者名/発表者名: Hathaithip Ninsonti, Weerasak Chomkitichai, Akira Baba, Wiyong Kangwansupamonkon, Sukon Phanichphant, Kazunari Shinbo, Keizo Kato, Futao Kaneko
  • 雑誌名: IEICE Transactions Electronics 巻: Vol.E96-C ページ: 385-388
• [雑誌論文] Controlling Surface Plasmon Optical Transmission with Electrochemical Switch Using Conducting Polymer Thin Films (2012)
  • 著者名/発表者名: Akira Baba, Kohji Tada, RapiphunJanmanee, Saengrawee Sriwichai,Kazunari Shinbo, Keizo Kato, Futao Kaneko, Sukon Phanichphant
  • 雑誌名: Advanced Functional Materials 巻: Vol. 22 ページ: 4383-4388
• [雑誌論文] Solution-based fabrication of gold grating film for use as a surface plasmon resonance senso chip (2012)
  • 著者名/発表者名: Chutiparn Lertvachirapaiboon, Ryosuke Yamazaki, Prompong Pienpinijtham, AkiraBaba, Sanong Ekgasit, Chuchaat Thammacharoen, Kazunari Shinbo, Keizo Kato, Futao Kaneko
  • 雑誌名: Sensors and Actuators B: Chemical 巻: Vol.173 ページ: 316-321
• [雑誌論文] Increased Short-Circuit Current in Grating-Coupled Surface Plasmon Resonance Field-Enhanced Dye-Sensitized Solar Cell (2011)
  • 著者名/発表者名: Akira Baba, Keisuke Wakatsuki, Kazunari Shinbo, Keizo Kato, Futao Kaneko
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry 巻: Vol. 21 ページ: 16436-16441
• [雑誌論文] Grating-Coupled Surface Plasmon Enhanced Short-Circuit Current in Organic Thin-Film Photovoltaic Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Akira Baba, Nobutaka Aoki, Kazunari Shinbo, Keizo Kato, Futao Kaneko
  • 雑誌名: ACS Applied Materials & Interfaces 巻: Vol.3 ページ: 2080-2084
• [雑誌論文] Transmission Surface Plasmon Resonance Signal Enhancement via Growth of Gold Nanoparticles
  • 著者名/発表者名: Chutiparn Lertvachirapaiboon, Chirayut Supunyabut, Akira Baba, Sanong Ekgasit,Chuchaat Thammacharoen, Kazunari Shinbo, Keizo Kato, and Futao Kaneko
  • 雑誌名: Gold Grating Surface 巻: (in press)
  • DOI: DOI:10.1007/s11468-012-9400-2
• [学会発表] Enhanced Photocurrent Properties of Dye/Metal-loaded TiO2 Films by Grating-coupled Surface Plasmon (2013)
  • 著者名/発表者名: Akira Baba, Hathaithip Ninsonti, Weerasak Chomkitichai, Sukon Phanichphant, Kazunari Shinbo, Keizo Kato, and Futao Kaneko
  • 学会等名: Excitation Seventh International Conference on Molecular Electronics andBioelectronics
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 20130317-19
• [学会発表] Enhanced Photocurrent of Au-TiO2 Photoanode Excited by Grating-Coupled Surface Plasmon Resonance (2013)
  • 著者名/発表者名: Hathaithip Ninsonti, Weerasak Chomkitichai, Akira Baba, Wiyong Kangwansupamonkon, Sukon Phanichphant, Kazunari Shinbo, Keizo Kato, Futao Kaneko
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会講
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Kaneko Properties of Surface Plasmon Resonance Excitations on Organic Thin Film/Metallic Grating Surfaces and Their Device Applications (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Baba, K. Shinbo, K. Kato, F.
  • 学会等名: The 12th International Discussion & Conference on Nano Interface Controlled Electronic Devices (IDC-NICE 2012)
  • 発表場所: IA12
  • 年月日: 20121024-27
• [学会発表] Surface Plasmon Resonance Enhanced Photocurrent Properties of Ag-loaded Titanium Dioxide Composite/Dye on Metallic Grating Surface (2012)
  • 著者名/発表者名: Weerasak Chomkitichai, Hathaithip Ninsonti, Akira Baba, Sukon Phanichphant, Kazunari Shinbo, Keizo Kato,Futao Kaneko
  • 学会等名: SSDM2012 (Solid State Devices and Materials)
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 20120925-27
• [学会発表] Photocurrent Enhancement in Dye-Sensitized Solar Cells with Au-loaded TiO2 (2012)
  • 著者名/発表者名: Hathaithip Ninsonti, Weerasak Chomkitichai, Akira Baba, Wiyong Kangwansupamonkon, Sukon Phanichphant, Kazunari Shinbo, Keizo Kato,Futao Kaneko
  • 学会等名: Metallic Grating SurfaceSSDM2012 (Solid State Devices and Materials)
  • 発表場所: Kyoto M-7-1(京都市)
  • 年月日: 20120925-27
• [学会発表] Photocurrent Properties of Grating Coupled-Surface Plasmon Enhanced Organic Solar CellsIUMRS-International Conference (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Murashima, Y. Kuromori, A. Baba, K.Shinbo, K. Kato, F. Kaneko
  • 学会等名: Electronic Materials (IUMRS-ICEM 2012)
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 20120923-28
• [学会発表] Enhanced Photovoltaic Properties in Dye-sensitized Solar Cell Using Au-loaded TiO2KJF International Conference on (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ninsonti, W. Chomkitichai, A. Baba, W. Kangwansupamonkon, S. Phanichphant, K. Shinbo, K. Kato, F. Kaneko
  • 学会等名: Organic Materials for Electronics and Photonics
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 20120829-0901
• [学会発表] Surface Plasmon Enhanced-Photocurrent Generation (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Baba, K. Shinbo, K. Kato, F. Kaneko
  • 学会等名: Organic Thin Films14th International Conference onOrganized Molecular Films
  • 発表場所: Paris
  • 年月日: 20120710-13
• [学会発表] Enhanced Optical Field and Photocurrent (2012)
  • 著者名/発表者名: Akira Baba, Kazunari Shinbo, KeizoKato,Futao Kaneko
  • 学会等名: Metal Nanoparticles/Metallic Grating Interface Research Conference, Plasmonics (Light-Matter Interaction at the Nanoscale)
  • 発表場所: Colby College, Maine USA
  • 年月日: 20120610-15
• [学会発表] Surface Plasmon Resonance Enhanced Photocurrent of Dye/Ag-loaded Titanium Dioxide Thin Film (2012)
  • 著者名/発表者名: Weerasak Chomkitichai, Hathaithip Ninsonti, Akira Baba, Sukon Phanichphant, Kazunari Shinbo, Keizo Kato,Futao Kaneko
  • 学会等名: Metallic Grating SurfaceThe 7th International Symposium on Organic Molecular Electronics, P-8
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20120606-07
• [学会発表] Enhanced Photocurrent Properties of Dye/Au-loaded TiO2 Films (2012)
  • 著者名/発表者名: Hathaithip Ninsonti, Weerasak Chomkitichai, Akira Baba, Wiyong Kangwansupamonkon, Sukon Phanichphant, Kazunari Shinbo, Keizo Kato,Futao Kaneko
  • 学会等名: Grating-coupled Surface Plasmon ExcitationThe 7th International Symposium on Organic Molecular Electronics
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20120606-07
• [学会発表] 金属格子/p型酸化ニッケル電極上での表面プラズモン増強色素増感光電変換特性の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 若月慶介,馬場暁,新保一成,加藤景三,金子双男
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会講
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] 金属格子上に配置した銀微粒子による表面プラズモン共鳴と距離依存特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: ラートハ゛チラハ゜イホ゛ーン,チュティハ゜ーン,馬場暁,エクカ゛シット,サノン,チュチャート,タマチャロエン,新保一成,加藤景三,金子双男
  • 学会等名: 電子情報通信学会有機エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-05-24
• [学会発表] Sukon PhanichphantActive Plasmonic Devices Based on Metallic Gratings with Electrochromic Conducting PolymersInternational Symposium (2011)
  • 著者名/発表者名: Akira Baba, Kohji Tada, Rapiphun Janmanee, Kazunari Shinbo, Keizo Kato, Futao Kaneko, Saengrawee Sriwichai
  • 学会等名: Surface Science -Towards Nano- ,Bio-, and Green Innovation- (ISSS-6)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20111200
• [学会発表] Plasmonic-Enhanced Organic Solar CellsBased (2011)
  • 著者名/発表者名: AkiraBaba, Dai Murashima, Nobutaka Aoki, Kazunari Shinbo, Keizo Kato,Futao Kaneko
  • 学会等名: Grating StructuresMaterials Research Society Fall Meeting2011
  • 発表場所: 米国ボストン
  • 年月日: 20111100
• [学会発表] Grating-based Transmission SurfacePlasmonic DevicesIUPAC (2011)
  • 著者名/発表者名: Akira Baba, Kazunari Shinbo, KeizoKato,Futao Kaneko
  • 学会等名: 7th International Conference onNovel Materials and Synthesis (NMS-VII)& 21st International Symposium on Fine Chemistry and Functional Polymers (FCFP-XXI)
  • 発表場所: 中国上海
  • 年月日: 20111000
• [学会発表] Improvement of Short-Circuit Current in Plasmonic Organic Solar Cells Based (2011)
  • 著者名/発表者名: AkiraBaba, Dai Murashima, Nobutaka Aoki, Kazunari Shinbo, Keizo Kato,Futao Kaneko
  • 学会等名: Grating Structures2011 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2011), BL-2-7
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] Transmission Surface Plasmon Resonance Signal via Growth of Gold Nanoparticles on Grating SurfaceKJF International Conference (2011)
  • 著者名/発表者名: Chutiparn Lertvachirapaiboon, Akira Baba, Sanong Ekgasit, Chuchaat Thammacharoen, Kazunari Shinbo, Keizo Kato, and Futao KanekoEnhanced
  • 学会等名: Organic Materials for Electronics and Photonics
  • 発表場所: 韓国慶州
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] Tunable Surface Plasmon Optical Transmission by Electrochemical Switch of Conducting PolymersKJF International Conference (2011)
  • 著者名/発表者名: AkiraBaba, Rapiphun Janmanee, Kohji Tada, Kazunari Shinbo, Keizo Kato, Futao Kaneko, Saengrawee Sriwichai, Sukon Phanichphant
  • 学会等名: Organic Materials for Electronics and Photonics
  • 発表場所: 韓国慶州
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] Gold nanoparticles synthesis used for sensor applications (2011)
  • 著者名/発表者名: Chutiparn Lertvachirapaiboon, Akira Baba, Sanong Ekgasit, Chuchaat Thammacharoen, Kazunari Shinbo, Keizo Kato and Futao Kaneko
  • 学会等名: 2011 International Symposium onElectrical Insulating Materials
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] Fabrication of Grating-Coupling Surface Plasmon Resonance Enhanced Organic Photovoltaic Devices International Conference (2011)
  • 著者名/発表者名: Akira Baba, Nobutaka Aoki, Dai Murashima, Kazunari Shinbo, Keizo Kato,Futao Kaneko
  • 学会等名: Materials for Advanced Technologies
  • 発表場所: シンガポール
  • 年月日: 20110600
• [学会発表] Increased Short-Circuit Current in Grating-Coupling Surface Plasmon Resonance Field-Enhanced Dye-Sensitized Solar Cell (2011)
  • 著者名/発表者名: Akira Baba, Keisuke Wakatsuki, Kazunari Shinbo, Keizo Kato,Futao Kaneko
  • 学会等名: The International Conference onSurface Plasmon Photonics
  • 発表場所: 韓国釜山
  • 年月日: 20110500
• [図書] プラズモンが生み出すこれからの研究開発テーマ～実用化に向けた求められる技術と課題～ (2013)
  • 著者名/発表者名: 馬場暁
  • 総ページ数: 52-56
  • 出版者: 月刊研究開発リーダー、技術情報協会
• [図書] プラズモンナノ材料開発の最前線と応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 馬場暁、新保一成、加藤景三、金子双男
  • 総ページ数: 232-239
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 表面プラズモン励起を利用した有機太陽電池 (2012)
  • 著者名/発表者名: 馬場暁、新保一成、加藤景三、金子双男
  • 総ページ数: 15-20
  • 出版者: 月刊ディスプレイ、テクノタイムズ社
• [図書] 高効率太陽電池-高効率化に向けた各種太陽電池の研究・開発最前線- (2012)
  • 著者名/発表者名: 馬場暁、新保一成、加藤景三、金子双男
  • 総ページ数: 278-285
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [図書] PEDOTの材料物性とデバイス応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 馬場暁
  • 総ページ数: 318-328
  • 出版者: サイエンス&テクノロジー社
• [備考]
  • URL: http://researchers.adm.niigata-u.ac.jp/R/staff/?userId=920