アップコンバージョンを応用する新規有機系太陽電池の開発

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三重項-三重項消滅アップコンバージョンと、それに続く励起エネルギー移動によって発電を行う新たな太陽電池の創成を目的として研究を行った。本年度では、(1) 三重項-三重項消滅アップコンバージョンを示す分子ペアとそのエネルギーを受け取る増感色素の合成、(2)太陽電池応用のために基板上におけるアップコンバージョン光発現の確認、(3)アップコンバージョンにより生じた高エネルギーによる光電変換の検討を行った。まず三重項-三重項消滅アップコンバージョンを示す分子ペアに、TiO2基板へ吸着させるための官能基を導入、合成を行った。合成したアップコンバージョン分子ペアは、両分子ともにTiO2基板上に吸着することを確認した。上記分子が吸着したTiO2基板をArガス置換した溶液中にてレーザー光を照射したところ、アンチストークスシフトを伴うアップコンバージョン発光が確認された。一方で、太陽光程度の強度では発光の検出ができず、アップコンバージョンの効率は低いことが予測された。この基板を用いて太陽電池を作製し、レーザー光、および太陽光照射において光電流応答を測定したところ、アップコンバージョンとそれに続く励起エネルギー移動による発電はみられなかった。これらはTiO2表面に吸着した分子密度が小さく、それぞれの分子間距離が大きくなったことが原因と示唆された。今後は本研究で得られた知見をもとに、TiO2基板上への高密度な分子吸着が必要となることが示された。