単分子色素増感層へのサイト選択的分子結線による高効率光電荷分離素子の構築

通过位点选择性分子连接到单分子染料敏化层构建高效光电荷分离装置

基本信息

批准号：
09232239
负责人：
柳田祥三
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

(1)ホール移動層に用いる導電性ポリマーには、モノマーとして電解重合可能なピロール、アニリン、チオフェン、パラフェニレンビニレンなどの誘導体を用い、色素担持した酸化物半導体表面に電気化学的にホール移動層を構築することを試みた。各モノマーについて最適な重合電位、光強度、電解質、電解質溶液などを制御し、ド-ピング密度や重合度、重合量などについて検討し、最適なホール電位を与えるものを選定した。(2)これらの電極については反射IR測定により、色素分子、ポリマーの結合様式、構造、分子間の相互作用など明らかにした。この手法により調製したホール移動層表面に対極を形成し、固体分子太陽電池を作製した。(3)作製した固体太陽電池に電位制御下可視光を照射し、光電流測定を行った。また色素の発光強度の電位依存性から、電子注入特性、ポリマーと色素の分子間相互作用について検討した。(4)上記で得られた知見を活かし、新規色素分子の設計を行った。具体的には配位子上に導電性ポリマーと共役し、しかも重合開始点となる置換基を導入し、より効率の高いホール移動層/増感色素間の電子移動系を構築した。このような色素錯体を用いた固体素子を作製し、上記の系との比較により、より光高率な固体単分子層色素増感型太陽電池の設計指針を明確化した。

（1）作为孔转移层中使用的导电聚合物，将衍生物（例如吡咯，苯胺，硫苯，苯乙烯，乙烯乙烯等）用作单体形成孔在染料支持的氧化物半导体的表面上形成孔转移层。控制每个单体的最佳聚合电位，光强度，电解质，电解质溶液等，并检查了掺杂密度，聚合程度，聚合的程度，聚合的量等，并选择了提供最佳孔电位的产物。（2）通过反射性IR测量进行检查，以阐明分子之间的染料分子和聚合物，结构和相互作用的结合模式。该技术在孔移动层表面上形成了反电极，以制备固体分子太阳能电池。（3）在电势控制下用可见光照射制备的固体太阳能电池，并进行了光电流测量。此外，研究了基于染料的发光强度，电子注射特性以及聚合物与染料之间的分子间相互作用的电压依赖性。（4）使用上述发现，我们设计了新的染料分子。具体而言，引入了一个取代基，该取代基与配体上的导电聚合物结合并用作聚合的起点，从而在孔传递层/敏化染料之间构建了更有效的电子传递系统。制造了使用这种染料复合物的固态装置，并将其与上述系统进行比较，即阐明了具有较高光速速率的实体单层染料染料敏化的太阳能电池的设计指南。