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炭素分子材料とポルフィリンのナノ構造制御に基づいた有機太陽電池の開発

基于碳分子材料和卟啉纳米结构控制的有机太阳能电池的开发

基本信息

批准号：
18810014
负责人：
羽會部卓
金额：
$ 0.84万
依托单位：
Japan Advanced Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

フラーレン・カーボンナノチューブ等のナノカーボンマテリアルは優れた電子伝導性を有するため有機分子との組織だった複合化を行うことにより新たな機能性の発現が期待できる。特に、色素分子との組み合わせでは太陽電池等の光応答デバイスへの展開が可能となる。C_<60>などのフラーレンはポルフィリンと超分子形成を行うことが多数の報告から分かっている。一方で、カーボンナノチューブの場合、有機分子との超分子集合体の構築はこれまでカーボンナノチューブの低い溶解性のため分子の配向性制御が困難であり、報告例がない。しかしながら、カーボンナノチューブは特徴的な曲線かつシリンダー構造を有しているため、二次元のπ共役平面を有するポルフィリンと疎水的また、非共有結合的な相互作用による錯形成が期待できる。そこで本研究では単層カーボンナノチューブ(SWCNT)とポルフィリンを用いた超分子集合体の構築のため、ポルフィリンのプロトン化を効果的に利用することによりSWCNTとの超分子ナノロッドの構築に初めて成功し、さらにその光誘起電子移動特性及び光電気化学について詳細に検討した。ポルフィリン-SWCNT複合膜の光電流発生のアクションスペクトル測定では、光電流発生の外部量子効率(IPCE値)は約13%に達し、ポルフィリン及びSWCNTのみの薄膜と比較して、IPCE値が大きく向上したことからポルフィリン-SWCNTにおける光誘起電子移動が効果的に光電変換に寄与していることが分かった。また、フェムト秒の過渡吸収スペクトル測定でも光誘起電子移動形成を示すポルフィリンのラジカル種形成が示唆された。

The organic molecules are organized and complexed, and new functional properties are expected. Special, pigment molecules and the combination of solar cells and other optical response to the development of possible C_(?)<60>_ In the case of organic molecules, the construction of supramolecular aggregates of organic molecules is difficult to control the molecular alignment. The curve of the characteristic curve has a structure, and the two-dimensional π-shared plane has a structure, and the interaction of the water and the non-shared combination is expected. In this study, the construction and application of supramolecular aggregates of SWCNT and their photoinduced electron mobility characteristics and photoelectrochemical properties were investigated in detail. The photocurrent generation of the composite film was measured and the external quantum efficiency (IPCE) of photocurrent generation was about 13%. Compared with the thin film of SWCNT, the IPCE value of the composite film was greatly increased. Photoinduced electron migration is measured by the transition absorption method, and the formation of electron species is demonstrated.