フォノン援用エネルギー上方変換を用いた革新的色素増感型太陽電池の創製

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24656224
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 八井 崇 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80505248)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 色素増感太陽電池 / ナノ構造 / ドレスト光子

研究概要

近接場光を介したフォノン援用励起過程を用いてエネルギー上方変換を利用した色素増感型太陽電池を開発し、発電効率を飛躍的に向上させることを目的とする。
電極として、TiO2ナノ微粒子およびZnOを利用し、何れも電極表面の粒径、計上を制御することで、発電効率を大幅に向上させることに成功した。加えて、色素にとって吸収感度を持たない長波長において、感度が得られていることは、得られた結果がフォノン援用励起過程を用いてエネルギー上方変換による効果であることを示す重要な結果となっている。

研究成果

• [雑誌論文] Dressed-photon–phonon (DPP)-assisted visible- and infrared-light water splitting (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yatsui, T. Imoto, T. Mochizuki, K. Kitamura, and T. Kawazoe
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: Vol.4, Article number:4561 ページ: 5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Emission from a dipole-forbidden energy state in a GaAs quantum-ring induced by dressed photon (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yatsui, W. Nomura, T. Mano, H. T. Miyazaki, K. Sakoda, T. Kawazoe, and M. Ohtsu
  • 雑誌名: Appl. Phys. A 巻: Volume115(invited paper) ページ: 1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Challenge in realizing ultraflat material surfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yatsui, W. Nomura, F. Stehlin, O. Soppera, M. Naruse, and M. Ohtsu
  • 雑誌名: Beilstein Journal of Nanotechnology 巻: Volume4 ページ: 875-885
  • 査読あり
• [雑誌論文] CO_2 phonon mode renormalization using phonon-assisted energy up-conversion (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Tanjeem, T. Kawazoe, and T. Yatsui
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: Vol.3, Article number:3341 ページ: 8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental demonstration and stochastic modeling of autonomous formation of nanophotonic droplets (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Tate, M. Naruse, Y. Liu, T. Kawazoe, T. Yatsui, and M. Ohtsu
  • 雑誌名: Appl. Phys. B 巻: Volume112 ページ: 587-592
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phonon-assisted near-field activation of electron transfer (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yatsui, K. Iijima, T. Imoto, K. Kitamura, and T. Kawazoe
  • 雑誌名: Journal of Nanophotonics 巻: Vol.7, Iss.1 ページ: 073796 (7pages)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanophotonic droplet : a nanometric optical device consisting of size- and number-selective coupled quantum dots (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Tate, Y. Liu, T. Kawazoe, M. Naruse, T. Yatsui, and M. Ohtsu
  • 雑誌名: Appl. Phys. B 巻: Vol.110 ページ: 293-297
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fixed-distance coupling and encapsulation of heterogeneous quantum dots using phonon-assisted photo-curing (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Tate, Y. Liu, T. Kawazoe, M. Naruse, T. Yatsui, and M. Ohtsu
  • 雑誌名: Appl. Phys. B 巻: Volume110 ページ: 39-45
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlling the sizes of ZnO quantum dots by using dressed photon-phonon assisted sol-gel method (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Liu, T. Yatsui, and M. Ohtsu
  • 雑誌名: Appl. Phys. B 巻: Volume108 ページ: 707-711
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superradiance from one-dimensionally aligned ZnO Nanorod Multiple-quantum-well Structures (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Yatsui, A. Ishikawa, K. Kobayashi, A. Shojiguchi, S. Sangu, T. Kawazoe, M. Ohtsu, J. Yoo, G.-C. Yi
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: Vol.100 ページ: 233118 (4pages)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Emission from a dipole-forbidden energy state in a ZnO quantum dot induced by a near-field interaction with a fiber probe (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Yatsui, M. Tsuji, Y. Liu, T. Kawazoe, and M. Ohtsu
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: Vol.100 ページ: 223110 (4pages)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct observation of optical excitation transfer based on resonant optical near-field interaction (2012)
  • 著者名/発表者名: W. Nomura, T. Yatsui, T. Kawazoe, M. Naruse, E. Runge, C. Lienau, and M. Ohtsu
  • 雑誌名: Appl. Phys. B 巻: Vol.107 ページ: 257-262
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observing the localization of light in space and time by ultrafast second-harmonic microscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Mascheck, S. Schmidt, M. Silies, T. Yatsui, K. Kitamura, M. Ohtsu, D. Leipold, E. Runge, and C. Lienau
  • 雑誌名: Nature Photonics 巻: Vol.6 ページ: 283-292
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical near-field induced visible response photoelectrochemical water splitting on nanorod TiO_2 (2011)
  • 著者名/発表者名: T. H. H. Le , K. Mawatari , Y. Pihosh , T. Kawazoe , T. Yatsui, M. Ohtsu , M. Tosa, and T. Kitamori
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: Vol.99 ページ: 213105 (3pages)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Demonstration of modulatable optical near-field interactions between dispersed resonant quantum dots (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Tate, M. Naruse, W. Nomura, T. Kawazoe, T. Yatsui, M. Hoga, Y. Ohyagi, Y. Sekine, H. Fujita, and M. Ohtsu
  • 雑誌名: Optics Express 巻: Vol.19 ページ: 18260-18271
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energy Transfer in Multi-Stacked InAs Quantum Dots (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Akahane, N. Yamamoto, M. Naruse, T. Kawazoe, T. Yatsui, and M. Ohtsu
  • 雑誌名: Jap. J. Appl. Phys. 巻: Vol.50 ページ: 04DH05 (4pages)
  • 査読あり
• [学会発表] Dressed Photon-phonon Technology for Ultra Flat Surface (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yatsui and M. Ohtsu
  • 学会等名: Proceedings of the International Conference Nanomaterials : Application & Properties '2013
  • 発表場所: Crimea, Ukraine
  • 年月日: 20130916-21
• [学会発表] Development of angstrom-scale ultra-flat substrate using a near-field etching proces (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Yatsui
  • 学会等名: 7th International Conference on Photonic Technologies (LANE 2012)
  • 発表場所: Fuerth Germany
  • 年月日: 2012-11-13
• [図書] Nanophotonic Fabrication : Self-Assembly and Deposition Techniques (Nano-Optics and Nanophotonics) (2012)
  • 著者名/発表者名: Takashi Yatsui
  • 総ページ数: 124
  • 出版者: Springer