ナノ炭素材料を基盤とする新規ナノハイブリッドの構築と光電変換システムへの応用

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化石燃料の枯渇に伴う深刻な地球環境エネルギー問題は、21世紀において解決しなければならない最重要課題である。そこで有限の天然資源に代わり無尽蔵といえる太陽エネルギーをエネルギー源として有効利用する光電変換システムの開発が強く望まれている。近年、ナノ炭素材料は優れた電子輸送特性を有することから光エネルギー変換システムの構築素子としての応用が期待されている。本研究課題では、ナノ炭素材料を基盤とする新規なドナー・アクセプターナノハイブリッド系を構築し、高効率な光エネルギー変換システムの開発を目的とする。本年度はその研究のステップとして、様々な電子ドナーおよび電子アクセプター分子と種々のナノ構造を有する炭素材料を複合化し、その光ダイナミクスと光電変換特性について検討した。合成したナノ複合材料の光ダイナミクスについて各種分光測定法を用いて検討したところ、光照射下において効率良く分子内光誘起電子移動が進行し、電荷分離状態を生成することがわかった。また、本ナノ複合材料を基盤とする薄膜電極を作成しその光電変換特性について検討した結果、これまでに報告されているカーボンナノチューブを電極材料として用いた系と比較して大幅な光電変換効率の向上が見られた。以上の研究成果は国内外の学会および学術雑誌で発表した。