精密金属集積超分子を活用したエネルギー変換材料の創製

使用精密金属集成超分子创建能量转换材料

基本信息

批准号：
04J07627
负责人：
佐藤宗英
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

Ti(acac)Cl_3を精密集積したDPAデンドリマー錯体を基板上で熱分解、加水分解することで、それぞれアナターゼ型、ルチル型の1nm酸化チタンが生成することを確認した。 TEM、 AFM測定によりDPAデンドリマーへ集積させたTi金属の数に応じて、粒子サイズを1.0,1.2,1.7nmで分散が0.2nmとサブナノレベルのコントロールに成功した。バンドギャップはサイズが小さくなるにつれて、ブルーシフトすることを発見した。これらサイズとバンドギャップの関係はBrusの式に一致した。合成法によるバンドギャップの異なることは、1nmの酸化チタン粒子中にも結晶系の違いが存在することを示唆している。従来、1nm粒子の厳密なサイズコントロールは困難であり、酸化チタン粒子の量子サイズ効果を明確に確認できたのは世界初の成果である。これまでに、π共役デンドリマーを用いた世界初の色素増感太陽電池を報告している。TPA-DPAデンドリマーのほかに高いホール輸送特性を有するCz-CPAデンドリマーと、 TPA-DPAデンドリマーの構成部分となるHalf-DPAデンドリマーを用いた色素増感太陽電池を検討した。高いLUMOを有するCz-CPAデンドリマーは逆電子移動抑制効果の期待されるものの、電子アクセプターとなるI_3^-の配位挙動を示さないため、エネルギー変換効率の向上に寄与しなかった。TPA-DPAデンドリマーと同等のI_3^-との配位挙動を示すものの、半径の小さなHalf-DPAデンドリマーを用いた色素増感太陽電池はエネルギー変換効率の向上に寄与するもののTPA-DPAデンドリマーには及ばなかった。すなわち、 Half-DPAデンドリマーを構成部分として組み上げたTPA-DPAデンドリマーのような大きな構造体にすることで、更なるエネルギー変換効率の向上が見込めると考えられる。

据证实，通过热解和DPA树枝状聚合物复合物的热解和水解产生氧化钛和金红石型1 nm氧化钛，这是通过精确地在底物上积累的Ti（ACAC）CL_3获得的。根据TEM和AFM测量值在DPA树枝状聚合物中积累的TI金属数量，粒径为1.0、1.2、1.7 nm，分散剂为0.2 nm，并成功控制了子纳米水平。我们发现随着尺寸降低，带盖蓝色移动。这些尺寸和带镜之间的关系与BRU的方程式一致。合成引起的不同带隙表明，晶钛颗粒中存在晶体系统的差异。以前，1 nm颗粒的严格尺寸控制很困难，这是世界上第一个明确确认氧化钛颗粒的量子尺寸效应的第一个成就。到目前为止，我们已经使用π偶联的树突聚合物报告了世界上第一个染料敏化的太阳能电池。除TPA-DPA树状聚合物外，我们还使用具有高孔传输特性的CZ-CPA树枝状聚合物和Half-DPA树枝状聚合物研究了染料敏化的太阳能电池，这是TPA-DPA树枝状聚合物的组成部分。尽管具有高LUMO的CZ-CPA树枝状聚合物有望抑制逆电子转移，但它没有显示电子受体I_3^ - 的配位行为，因此并未有助于提高能量转化效率。尽管它与I_3^ - 表现出协调性，这相当于TPA-DPA树状聚合物，使用半径较小的半径较小的染料敏化的太阳能电池，有助于提高能量转换效率，但不如TPA-DPA Dendrrimer出色。换句话说，人们认为，通过制作像TPA-DPA树枝状聚合物这样的大结构，并以半-DPA树状聚合物作为组成部分组装，可以预计可以进一步提高能量转换效率。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Dye-sensitized Solar Cell using Π-Conjugated Dendrimer

使用π-共轭树枝状聚合物的染料敏化太阳能电池

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Journal of Photopolymer Science and Technology 19
影响因子：
0
作者：
T.Okato;M.Obara;Arakawa K;Arakawa K;Tamaki S;Sugahara J;Arakawa K;Ogawa Y;Yachie N;Arakawa K;Arakawa K;Kono N;Kazuharu Arakawa;Kazuharu Arakawa;Kazuharu Arakawa;Kazuharu Arakawa;Norifusa Satoh
通讯作者：
Norifusa Satoh

Triarylamine Dendrimers with a Controlled Metal-Assembling Function for Organic EL Devices

用于有机EL器件的具有受控金属组装功能的三芳胺树枝状聚合物

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Journal of Photopolymer Science and Technology 18(1)
影响因子：
0
作者：
T.Okato;M.Obara;Arakawa K;Arakawa K;Tamaki S;Sugahara J;Arakawa K;Ogawa Y;Yachie N;Arakawa K;Arakawa K;Kono N;Kazuharu Arakawa;Kazuharu Arakawa;Kazuharu Arakawa;Kazuharu Arakawa;Norifusa Satoh;Norifusa Satoh
通讯作者：
Norifusa Satoh

Formation of nano-dots of phenylazomethine dendrimers with Rhodamine 6G on mica

云母上罗丹明 6G 苯偶氮甲碱树枝状聚合物纳米点的形成