酸化亜鉛/色素ナノハイブリッド薄膜の電気化学的自己組織化と機能発現

氧化锌/染料纳米杂化薄膜的电化学自组装及功能表达

• 批准号: 15681005
• 负责人: 吉田 司
• 金额: $ 18.55万
• 依托单位: Gifu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15681005/
• 关键词: 酸化亜鉛; 色素; 無機; 有機ハイブリッド材料; 電気化学析出; 薄膜; 太陽電池; 希土類錯体; 酸化チタン; ハイブリッド; フォトセンサ; ディスプレイ

色素増感太陽電池への応用については、緻密な酸化亜鉛薄膜をボトム層として形成した後にポーラス層を積層する多層化により、D149色素を用いた場合の変換効率が4.8%(AM1.5,100mW cm^<-2>)に向上した他、従来は利用出来なかった近赤外光を吸収する増感色素を見出すなどの成果を得た。一方動作安定性に問題があり、グローブボックスを導入して脱水、脱気下でセルを作製したところ、安定性が向上した。三電極系でIMPS測定を実施し、電荷輸送特性の電極電位依存性を調べたところ、膜の底部およそ0.5μmは比較的緻密で電場の影響を受ける一方、上部の多孔質層では拡散による電荷輸送であることを確認した。有機分子とのハイブリッド電析の新たな展開として、アルコキシド由来のアルカリ性チタン酸溶液にハイドロキノンを添加した浴からチタン酸/キノンハイブリッド膜のアノード析出が起こり、この膜の熱処理によって緻密な構造を有するアナターゼ酸化チタン薄膜を得る手法を確立した。同手法はNb_2O_5,Ta_2O_5,Al_2O_3,SiO_2などの通常電気的に絶縁性の金属酸化物の電析に応用出来る。酸化亜鉛薄膜の新しい機能化の試みとして、希土類錯体で表面修飾することによる発光デバイスの作製に成功した。異なる配位性部位を1分子内に有するブリッジ配位子として、ビピリジンジカルボン酸(dcbpy)を用い、これを添加した電解浴からZnO/dcbpyハイブリッド膜を得た後、EuCl_3等の希土類塩溶液に膜を浸漬するのみで、大気中で長期保存しても安定な強い可視域発光を示す薄膜が得られる。さらにこの薄膜にp-CuSCNなどのホール輸送層を積層することで、電荷キャリアに無機半導体を用い、発光中心に有機金属を用いた新種のハイブリッド型EL素子を構築出来る可能性が示された。この成果は速報誌に報じた他、基本原理に関する特許出願(PCT出願予定)を行った。

D149 pigment conversion rate of 4.8%(AM 1.5, 100mW cm^ ) in the case of application of pigment sensitive solar <-2>cells, and the results of application of pigment sensitive solar cells in the case of application of pigment sensitive solar cells. One side of the stability of the operation of the problem is to reduce the temperature, reduce the temperature, improve the stability. The measurement of the three-electrode system was carried out, the electrode potential dependence of the charge transport characteristics was adjusted, and the influence of the electric field on the density of the bottom part of the membrane was confirmed. A new method for the development of organic molecules and the formation of thin films by heat treatment of organic molecules and the formation of thin films by addition of organic molecules to organic acid solutions has been established. In the same way, Nb_2O_5, Ta_2O_5, Al_2O_3, SiO_2 and other insulating metal acids were used in the electrolysis of common gases. The new functionalization of acidified lead thin films was successfully prepared by surface modification of rare earth-like materials. The hetero-coordination site is a ligand in the molecule. ZnO/dcbpy is added to the electrolyte bath. After the ZnO/dcbpy film is obtained, the film is immersed in a rare earth-like solution such as EuCl_3. The film is stable for a long time in high temperature. The possibility of constructing a p-CuSCN transport layer for inorganic semiconductors and a light-emitting center for organic metals was demonstrated. The results of this report are based on the following principles:

项目成果

吉田 司: "酸化亜鉛/色素複合膜の電気化学的作製とフィルム型カラフル太陽電池への応用"Electrochemistry. 72・1. 44-48 (2004)

吉田司：“氧化锌/染料复合膜的电化学制备及其在薄膜型彩色太阳能电池中的应用”电化学72・1（2004）。

Electron transport and back reaction in nanocrystalline TiO2 films prepared by hydrothermal crystallization

• DOI: 10.1021/jp034918z
• 发表时间: 2004-01
• 期刊: Journal of Physical Chemistry B
• 影响因子: 3.3
• 作者: T. Oekermann;Dongshe Zhang;Tsukasa Yoshida;H. Minoura

フィルム型カラフル太陽電池「レインボーセル」の開発

开发出薄膜型彩色太阳能电池“Rainbow Cell”

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本エネルギー学会誌 84(3)
• 作者: M.Matsui;H.Mase;Ji-Ye Jin;K.Funabiki;T.Yoshida;H.Minoura;吉田 司
• 通讯作者: 吉田 司

Mechanism of cathodic electrodeposition of zinc oxide thin films from aqueous zinc nitrate baths

• DOI: 10.1016/j.tsf.2003.10.097
• 发表时间: 2004-03
• 期刊: Thin Solid Films
• 影响因子: 2.1
• 作者: Tsukasa Yoshida;D. Komatsu;N. Shimokawa;H. Minoura

T.Yoshida, D.Komatsu, N.Shimokawa, H.Minoura: "Mechanism of Cathodic Electrodeposition of Zinc Oxide Thin Films from Aqueous Zinc Nitrate Baths"Thin Solid Films. 451/452. 166-169 (2004)

T.Yoshida、D.Komatsu、N.Shimokawa、H.Minoura：“硝酸锌水浴中氧化锌薄膜的阴极电沉积机理”固体薄膜。