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色素増感型ならびに有機薄膜太陽電池において電荷分離状態の発生・寿命が極めて重要な因子の一つである。スピン制御された励起状態や電荷分離状態を利用すれば、電荷キャリア高効率発生ならびに失活抑制が期待される。本年度は光電変換分子システムの構成成分として、長波長領域まで吸収を有するスピン制御型電荷分離システムの構築を目指した。
ボロンジピロメテン (BDP)は可視光 (500 nm) に強い吸収を有し、また強い発光を示す有機色素である。置換基により電子物性の制御が可能である。したがって、BDP は有機薄膜太陽電池における光捕集部として非常に有望である。しかし、通常の BDPは項間交差がほとんど起きず、強い蛍光発光により基底一重項から高速で失活する。本研究者は白金ジアセチリドを結合させた BDP-Pt-BDP が励起三重項状態を効率的に生成することを見出した。また、白金錯体を用いなくとも電子ドナーを連結した BDP 誘導体においては高速な電子移動のために蛍光がほとんど起こらず、光電荷分離状態を経て、逆電子移動過程により励起三重項状態が効率的に生成することを見出した。また、さらに長波長の光吸収能を示すフェニル置換 BDP においても同様の挙動が観測された。
これまでに本研究者が開発してきた白金錯体では長波長部 (400 nm 以上で分子吸光係数が 10000 以下)で、効率的な光捕集機能を有していなかった。本年度は白金ポルフィリンを利用したスピン制御型電荷分離システムの構築に成功し、マイクロ秒を超える電荷分離状態の発生に成功した。
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