2017 Fiscal Year Annual Research Report
Conversion of Unutilized Solar Energy by using Band-Gap controlled Near-IR Light Absorbing Dyes
| Project/Area Number |
15H02172
|
|---|
| Research Institution | Shinshu University |
|---|
Principal Investigator |
木村 睦 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (60273075)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 正悟 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (10419418)
小林 長夫 信州大学, 繊維学部, 特任教授 (60124575)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | フタロシアニン / エネルギー準位 / 無機ナノ粒子 / 相互作用 / 太陽電池 / エネルギー移動 / ナノ空間 / 触媒 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
近赤外色素に関し、吸収波長の長波長化・色素間相互作用の精密制御・無機ナノ材料との複合化・HOMOおよびLUMOエネルギー準位の制御手法の開拓に関し研究を進めた。具体的な成果を下記に示す。
１ カルバゾール・トリフェニルアミン側鎖の導入による長波長化：フタロシアニン 環へのドナー基の導入によるQ帯の長波長化に関し系統的な合成を行った。カルバゾールによって環拡大したフタロシアニン 、フタロシアニン のα位にトリフェニルアミンを導入した新規化合物を得ることに成功し、吸収波長の大幅な長波長化を得ることのできる分子設計手法を確立することができた。また、得られた色素を用い色素増感太陽電池・ペロブスカイト太陽電池への展開を行い、色素構造と太陽電池特性の相関に関し成果を得た。
２ 色素感相互作用の精密制御：色素間距離を制御するため側鎖による会合・ネットワーク化に関し検討を行った。物質・材料研究機構との共同研究でフタロシアニン の液体化とその特異な粘弾性特性を見出した。また、フタロシアニン間を捻れた連結基でネットワーク化させたところ、フタロシアニン間の会合を抑制しながら内部にナノ空間を形成させることに成功した。
３ 無機ナノ材料との複合化：酸化チタン・磁性ナノ粒子などの無機ナノ材料との複合化を行い、ナノ粒子表面の色素間の相互作用に関し研究を進めた。複数色素を無機ナノ粒子上への配列を行い、色素間のエネルギー移動を利用した光電変換に関し成果を得た。
４ エネルギー準位の制御：色素増感太陽電池の高効率化のため、フタロシアニン錯体の周辺置換基効果に関し計算科学的検討と合成によるエネルギー準位のデータベース化を進めた。その中で、カルバゾールをフタロシアニン環のα位に導入することによって、HOMO準位の安定化が得られることを見出した。
|
| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Research Products
(11 results)
