金属ナノ粒子と酸化物ナノシートからなるナノ構造薄膜の構築と新規太陽電池の開発

由金属纳米颗粒和氧化物纳米片组成的纳米结构薄膜的构建和新型太阳能电池的开发

• 批准号: 18759001
• 负责人: 坂井 伸行
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18759001/
• 关键词: 金ナノ粒子; プラズモン共鳴; ナノシート; 交互積層; ナノ構造薄膜; 光電気化学

昨年度は、ともに負に帯電する酸化チタンナノシートとクエン酸修飾金ナノスフィアをカチオン性ポリマーを介して交互積層し、金ナノスフィアの集積化を行った。可視光照射下において金ナノスフィアのプラズモン吸収に基づく光電流特性を検討したが、ほとんど光電流は得られず、積層に用いたポリマー層が光電荷分離を阻害していると考えられた。平成19年度は主にポリマー層の除去とナノ構造の最適化と形状を制御した金ナノ粒子の合成について検討した。ナノシート多層膜において紫外光照射による光触媒作用や500℃での加熱処理によりポリマー層が分解・除去できることが報告されているが、本系でもこれらの処理によりポリマー層を除去したナノ構造薄膜が作製でき、金ナノスフィアのプラズモン吸収に基づく光電流が観察された。あらかじめ積層するナノシートの層数により加熱後に得られる酸化チタンの膜厚を制御した電極を作製し、光電流の膜厚依存性を検討した結果、膜厚の増加により光電流が向上した。膜厚の増加により金ナノスフィアから酸化チタンに注入された電子がバルクに流れ、逆電子移動が抑制されたためと考えられる。また、金ナノスフィアの吸着時間を増加させるとプラズモン共鳴に基づく光吸収が増加し、光電流も増加した。一方、形状を制御した金ナノ粒子の合成では、これまでにない単分散性に優れた金平糖状の金ナノ粒子が得られた。サイズの増加とともにプラズモン共鳴波長は長波長シフトし、その変化幅は球状の金ナノ粒子よりも大きいことを明らかにした。今後はこれを用いたナノ構造の構築と光電流特性の検討を行う予定である。

In the past year, there have been many negative reactions to the formation of the acid complex. Under visible light irradiation, the photocurrent characteristics of the base layer are discussed. In 2009, the optimization of the structure and the synthesis of particles were discussed. In the case of multilayer films, photocatalytic action under ultraviolet light irradiation, heat treatment at 500 ° C, decomposition and removal of organic layers, the present system has been prepared by processing organic layers, removal of organic layers, fabrication of thin films, absorption of organic layers, photocurrent detection, etc. The number of layers in the film is determined by the thickness of the film after heating, and the dependence of the photocurrent on the film thickness is discussed. The increase in film thickness results in the injection of electrons and the inhibition of electron migration. The absorption time of the metal particles increases, the absorption time of the metal particles increases, and the photocurrent increases. The composition of gold particles in the form of a cube and a shape is optimized for dispersion. The resonance wavelength is longer, the amplitude is shorter, and the particle size is larger. In the future, the construction of photocurrent structures will be discussed in detail.

项目成果

酸化チタンナノシート修飾ITO電極へのAuナノ粒子の固定化と光電気化学特性(2)

Au纳米粒子在氧化钛纳米片修饰的ITO电极上的固定化及光电化学性能（2）

• 发表时间: 2007
• 作者: 植本邦彦;杉田篤史;田坂茂;相川覚;齋藤 仁宏;杉田篤史;杉田篤史;柿沢寛志;中野学;町田繁;杉田篤史;伊東 拓郎;齋藤 仁宏;田坂茂;田坂茂;于 克鋒;藤原 祐輔;坂井 伸行;坂井 伸行
• 通讯作者: 坂井 伸行

ITO上に電解析出させたAuナノ粒子のプラズモン吸収に基づく電荷分離(2)

基于电解沉积在 ITO 上的 Au 纳米粒子等离激元吸收的电荷分离 (2)

• 发表时间: 2008
• 作者: 植本邦彦;杉田篤史;田坂茂;相川覚;齋藤 仁宏;杉田篤史;杉田篤史;柿沢寛志;中野学;町田繁;杉田篤史;伊東 拓郎;齋藤 仁宏;田坂茂;田坂茂;于 克鋒;藤原 祐輔
• 通讯作者: 藤原 祐輔

Layer-by-Layer Assembly and Photoelectrochemical Properties of Nanost ructured Films Composed of Gold Nanoparticles and Titania Nanosheets

金纳米颗粒和二氧化钛纳米片组成的纳米结构化薄膜的层层组装及光电化学性能

• 发表时间: 2008
• 作者: 植本邦彦;杉田篤史;田坂茂;相川覚;齋藤 仁宏;杉田篤史;杉田篤史;柿沢寛志;中野学;町田繁;杉田篤史;伊東 拓郎;齋藤 仁宏;田坂茂;田坂茂;于 克鋒;藤原 祐輔;坂井 伸行
• 通讯作者: 坂井 伸行