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2014 年度 実施状況報告書

従来未利用な赤外光で発電する透明太陽電池の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26410213
研究機関岐阜大学

研究代表者

船曳 一正  岐阜大学, 工学部, 准教授 (50273123)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード近赤外吸収色素 / 色素増感型太陽電池 / 太陽光発電材料・素子
研究実績の概要

本研究は、従来未利用の赤外光を変換する可視光透過型で透明な色素増感型太陽電池(DSSC)の変換効率の向上と高機能化を目的とする。申請者は、すでに独自に開発した有機色素と無色透明有機レドックス対によって、世界初の無色透明DSSCを開発・発表し、注目された。しかしながら、この可視光透過型で透明なDSSCは、変換効率と耐久性(耐光性、耐熱性)が不十分であるため、当該年度では、TD-DFT(Time-dependent密度関数)計算を用いて、各種置換基を導入した耐熱性、耐光性近赤外光吸収色素の候補骨格を見出した。次にこの計算結果に基づき、いくつかの色素の合成、および、UV-Visスペクトルの測定を実施した。その結果、UV-Visスペクトルにおいて、合成した色素は可視光領域にほとんど吸収ピークを示さず、近赤外領域に吸収ピークを示すことを確認した。さらに、サイクリックボルタンメトリーやTG-DTAを測定し、色素の分子骨格と酸化・還元電位や分解温度との相間関係に関する情報を得ることに成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

耐熱性・耐光性に優れた近赤外光吸収色素の候補分子の設計を、TD-DFT計算を用いて実施した。さらに、その結果に基づき、平成27年度に実施予定であった近赤外光吸収色素の合成、並びにUV-Visスペクトル、TG-DTA、およびサイクリックボルタンメトリーの測定も実施した。その結果、色素の分子骨格と酸化・還元電位や分解温度との相間関係に関する情報を得ることに成功した。しかしながら、その吸収波長を1000nm以上に持つ色素の合成には、いたらなかった。

今後の研究の推進方策

平成26年度の得られた近赤外吸収色素の合成指針に基づき、引き続き、近赤外光領域を幅広く吸収する耐光性色素の合成、吸収・蛍光スペクトルの測定、サイクリックボルタンメトリーの測定、色素の熱安定性(TG-DTA)測定を実施する。また、吸収波長を1000 nmの持つ色素の合成にも取り組む。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 オープンアクセス 1件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Improvement of the thermal stability of near-infrared-absorbing heptamethinecyanine dyes by anion-exchange from an iodide to fluorine-containing anions2015

    • 著者名/発表者名
      K. Funabiki, K. Yagi, M. Nomoto, Y. Kubota, M. Matsui
    • 雑誌名

      J. Fluorine Chem.

      巻: 174 ページ: 132-136

    • DOI

      10.1016/j.jfluchem.2015.02.008

    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Tetrazole thiolate/disulfide organic redox couples carrying long alkyl groups in dye-sensitized solar cells with Pt-free electrodes2014

    • 著者名/発表者名
      K. Funabiki,Y. Saito, M. Doi, K. Yamada, Y. Yoshikawa, K. Manseki, Y. Kubota, M. Matsui
    • 雑誌名

      Tetrahedron Symposia-in-Print, “Nanotek for Organic Synthesis and Organic Synthesis for Nanotek”,

      巻: 70 ページ: 6312-6317

    • DOI

      10.1016/j.tet.2014.04.071

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 含フッ素アニオンを有する近赤外吸収有機色素の耐熱性評価2015

    • 著者名/発表者名
      船曳一正・八木一高・窪田裕大・松居正樹
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-26
  • [学会発表] 長鎖アルキル基を有するヨウ素フリー有機レドックス対と有機色素を用いた色素増感型太陽電池2014

    • 著者名/発表者名
      船曳 一正・山田健太郎・齊藤恭輝・萬関一広・窪田裕大・松居正樹・三浦偉俊
    • 学会等名
      第45回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 発表場所
      愛知
    • 年月日
      2014-11-29 – 2014-11-29
  • [学会発表] 白色透明太陽電池2014

    • 著者名/発表者名
      船曳一正
    • 学会等名
      第23回 ポリマー材料フォーラム
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2014-11-06 – 2014-11-06
    • 招待講演
  • [学会発表] フッ素原子導入による近赤外色素の耐熱性改良2014

    • 著者名/発表者名
      八木一高・船曳一正・窪田裕大・松居正樹
    • 学会等名
      第4回CSJ化学フェスタ2014
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-15
  • [学会発表] Effect of Fluorine Atoms on Thermostability of Near-infrared Absorbing Organic Dyes2014

    • 著者名/発表者名
      K. Funabiki, K. Yagi, Y. Kubota, and M. Matsui
    • 学会等名
      International Conference on Fluorine Chemistry 2014 Tokyo
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-05-28 – 2014-05-30
  • [図書] フッ素化学入門 2015 -フッ素化合物の合成法2015

    • 著者名/発表者名
      船曳一正
    • 総ページ数
      367
    • 出版者
      三共出版

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公開日: 2016-05-27  

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