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2006 Fiscal Year Annual Research Report

機能性分子修飾ナノ微粒子の合成と光物性

Research Project

Project/Area Number 18033025
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

今堀 博  京都大学, 工学研究科, 教授 (90243261)

Keywordsポルフィリン / シリカ微粒子 / フラーレン / 色素増感太陽電池 / バルクへテロ接合太陽電池 / 泳動電着 / 複合クラスター / 半導体電極
Research Abstract

近年、太陽エネルギーの有効活用が注目を集めており、高効率有機太陽電池の開発に向けた研究が盛んに行われている。我々は、金ナノ微粒子を土台としてポルフィリンとフラーレンを三次元的にクラスター化させ、そのクラスターをさらに酸化物半導体電極上に組織化させることに成功している。そしてその修飾電極を用いて、色素増感太陽電池とバルクヘテロ接合太陽電池の両特性を併せ持った新規な有機太陽電池の開発に成功している。しかしながら、金ナノ微粒子はポルフィリンの励起状態を失活すること、および高価であることを考慮すると、安価な微粒子上にポルフィリンを組織化することが望まれる。そこで、我々はポルフィリン組織化の土台として、光化学的に不活性で安価なシリカ微粒子に着目し、i)ポルフィリンをシリカ微粒子上に3次元的に組織化し、さらにii)フラーレンと共に酸化物半導体電極上に集積化することで、光電変換系を構築することを目指した。今回、粒子径の小さなシリカナノ微粒子を用いて、ポルフィリン修飾シリカナノ微粒子を作製した。次にアセトニトリル/トルエン=2:1の混合溶媒中で、ポルフィリン修飾シリカナノ微粒子とC60の複合クラスターを形成し、SnO2電極上に泳動電着させた。この修飾電極を用いて、3極系で光電変換特性を評価した。その結果、光電流発生の外部量子収率は、C60の濃度比が上がると共に上昇し、最高10%となった。この値は、同程度のスペーサー鎖長を持つポルフィリン修飾金微粒子とC60複合系における類似の実験条件下の最大値と比較して、約2.5倍高い。すなわち、シリカナノ微粒子を用いることで、ポルフィリン励起状態の失活を抑制し、光電流発生効率を向上できることがわかった。

  • Research Products

    (7 results)

All 2006

All Journal Article (6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Efficient Photocurrent Generation by SnO2 Electrode Modified Electrophoretically with Composite Clusters of Porphyrin-Modified Silica2006

    • Author(s)
      H.Imahori, K.Mitamura, T.Umeyama, K.Hosomizu, Y.Matano, K.Yoshida, S.
    • Journal Title

      Chem.Commun. 2006・4

      Pages: 406-408

  • [Journal Article] Structure and Photoelectrochemical Properties of Nanostructured SnO2 Electrodes Deposited Electrophoretically with the Composite Clusters of Porphyrin-Modified Gold Nanoparticle with a Long Spacer and Fullerene2006

    • Author(s)
      H.Imahori, A.Fujimoto, S.Kang, H.Hotta, K.Yoshida, T.Umeyama, Y.Matano
    • Journal Title

      Tetrahedron 62・9

      Pages: 1955-1966

  • [Journal Article] Structure and Photoelectrochemical Properties of Phthalocyanine and Perylene Diimide Composite Clusters Deposited Electrophoretically on Nanostructured SnO2 Electrodes2006

    • Author(s)
      A.Kira, T.Umeyama, Y.Matano, K.Yoshida, S.Isoda, M.Isosomppi, N.V.Tkachenko, H.Lemmetyinen, H.Imahori
    • Journal Title

      Langmuir 22・12

      Pages: 5497-5503

  • [Journal Article] A Photoelectrochemical Device with a Nanostructured SnO2 Electrode Modified with Composite Clusters of Porphyrin-Modified Silica Nanoparticle and Fullerene2006

    • Author(s)
      H.Imahori, K.Mitamura, Y.Shibano, T.Umeyama, Y.Matano, K.Yoshida, S.Isoda, Y.
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.B 110・23

      Pages: 11399-11405

  • [Journal Article] Ordered Supramolecular Assembly of Porphyrin-Fullerene Composites on Nanostructured SnO2 Electrodes2006

    • Author(s)
      S.Kang, T, Umeyama, M.Ueda, Y.Matano, H.Hotta, K.Yoshida, S, Isoda, M.Shiro, H.
    • Journal Title

      Adv.Mater. 18・19

      Pages: 2549-2552

  • [Journal Article] Dendritic Effects on Structure and Photophysical and Photoelectrochemical Properties of Fullerene Dendrimers and Their Nanoclusters2006

    • Author(s)
      K.Hosomizu, H.Imahori, U.Hahn, J.-F.Nierengarten, A.Listorti, N.Armaroli, T.
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.C 110・23

      Pages: 2777-2786

  • [Book] 人工光合成への挑戦 化学フロンティテ-チャンピオンレコードをもつ金属錯体最前線-(山下正廣, 北川進編)2006

    • Author(s)
      今堀 博, 梅山有和(分担)
    • Total Pages
      146-154
    • Publisher
      化学同人

URL: 

Published: 2008-05-08   Modified: 2016-04-21  

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