ポルフィリン共役オリゴマーとナノカーボンを用いた光電変換デバイス

使用卟啉共轭低聚物和纳米碳的光电转换器件

• 批准号: 18039019
• 负责人: 今堀 博
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kyoto 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18039019/
• 关键词: ポルフィリン; フラーレン; 置換基効果; バルクヘテロ雪濠太陽; 電子移動; 泳動電着; 逐次組織化; 分子間相互作用

ポルフィリンデンドリマー、ポルフィリンオリゴマー、ポルフィリン修飾金ナノ粒子などのポルフィリン組織体とフラーレンを酸化スズ電極上に逐次組織化した光電変換系では、光電流発生の高い外部量子収率が達成されることがわかっている。しかし、これら化合物の合成は、一般的に難しく、実用化を考慮すると、より簡便な方法で分子の組織化を制御できることが望ましい。そこで、我々は、5,10,15,20-テトラフェニルポルフィリン(TPP)のフェニル基上の置換基効果を検討することで、ポルフィリン・C60複合クラスター内での分子配列を制御し、複合クラスターを泳動電着させた電極の光電変換効率を向上できることを見出した。特に、メソ位上のフェニル基のメタ位にメトキシ基を導入した場合、複雑な系よりも、単純な分子系で高い外部壁子収率を達成できることがわかった。本複合系では、錯体中で超高速の電荷分離が生じた後、ホールと電子は、それぞれ、ポルフィリンが形成するホール輸送ナノ経路、C60が形成する電子輸送ナノ経路を通って運ばれることで、高い光電変換特性が発現していると考えられる。このような電子輸送ナノ経路の構築がバルクヘテロ接合太陽電池の高効率化に重要であることが今までに提案されていたが、その構造は分子レベルで解明されていなかった。今回の結果は、その有用性を実験的に示した初めての例であり、今後の有機太陽電池の分子設計に重要な指針を与えるものと考えられる。

已经发现，可以在光电转化系统中实现高光电流产生的外部量子产率，在该系统中，卟啉结构（例如卟啉树突生物元素，卟啉寡聚体，卟啉修饰的金纳米颗粒和富勒烯）是在锡氧化物电极上顺序组装的。但是，这些化合物的合成通常很困难，鉴于实际应用，希望能够以更方便的方式控制分子组织。因此，我们发现，通过研究对5,10,15,20-四苯基卟啉（TPP）的苯基的取代基作用，可以控制卟啉-C60复合簇内的分子布置，并可以控制复合群集的光电极的光电极转换效率。特别是，已经发现，当将甲氧基引入苯基在中位置的元位置中时，与复杂系统相比，在简单的分子系统中可以实现更高的外壁产率。在这个复合系统中，在复合物中发生超高速度电荷分离后，通过卟啉形成的孔传输纳米病和C60形成的电子传输纳米病，并表达高光电转换性能。直到现在，已经提出了这种电子传输纳米病的构建对于提高散装异质结太阳能电池的效率很重要，但是在分子水平上尚未阐明它们的结构。目前的结果是其有用性的第一个实验示例，被认为为有机太阳能电池的未来分子设计提供了重要的指南。

项目成果

Structure and Photoelectrochemical Properties of Nanostructured SnO2 Electrodes Deposited Electrophoretically with the Composite Clusters of Porphyrin-Modified Gold Nanoparticle with a Long Spacer and Fullereue

长间隔基和富勒烯卟啉修饰金纳米颗粒复合团簇电泳沉积纳米结构 SnO2 电极的结构和光电化学性能

• 发表时间: 2006
• 期刊: Tetrahedron 62・9
• 作者: H.Imahori;A.Fujiunoto;S.Kang;H.Hotta;K.Yoshida;T.Umeyama;Y.Matano
• 通讯作者: Y.Matano

Efficient Photocurrent Generation by SnO2 Electrode Modified Electrophoretically with Composite Clusters of Porphyrin-Modified Silica

卟啉改性二氧化硅复合团簇电泳修饰 SnO2 电极高效产生光电流

• 发表时间: 2006
• 期刊: Chem.Commun. 2006・4
• 作者: H.Imahori;K.Mitamura;T.Umeyama;K.Hosomizu;Y.Matano;K.Yoshida;S.
• 通讯作者: S.

Dendritic Effects on Structure and Photophysical and Photoelectrochemical Properties of Fullerene Dendrimers and Their Nanoclusters

• DOI: 10.1021/jp066730w
• 发表时间: 2007-01
• 期刊: Journal of Physical Chemistry C
• 影响因子: 3.7
• 作者: Kohei Hosomizu;H. Imahori;U. Hahn;J. Nierengarten;A. Listorti;N. Armaroli;T. Nemoto;S. Isoda

人工光合成への挑戦,化学フロンティアーチャンピオンレコードをもつ金属錯体最前線-(山下正廣, 北川進編)

挑战人工光合作用，拥有化学前沿冠军记录的金属配合物前沿（山下正宏、北川进编辑）

• 发表时间: 2006
• 作者: 今堀 博;梅山有和(分担)
• 通讯作者: 梅山有和(分担)

A photoelectrochemical device with a nanostructured SnO2 electrode modified with composite clusters of porphyrin-modified silica nanoparticle and fullerene

• DOI: 10.1021/jp061524
• 发表时间: 2006-06-15
• 期刊: JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B
• 影响因子: 3.3
• 作者: Imahori, Hiroshi;Mitamura, Keigo;Ito, Osamu
• 通讯作者: Ito, Osamu