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。

通过热分解和水解在基底上含有精确集成的Ti(acac)Cl_3的DPA树枝状聚合物复合物，我们证实分别生成了1nm的锐钛矿型和金红石型氧化钛。通过TEM和AFM测量，我们成功地将颗粒尺寸控制到亚纳米级别，颗粒尺寸为1.0、1.2和1.7nm，色散为0.2nm，具体取决于集成到DPA中的Ti金属的数量树枝状聚合物。他们发现带隙随着尺寸的减小而蓝移。这些尺寸和带隙之间的关系符合布鲁斯方程。由于合成方法而导致的带隙差异表明，即使在1nm的氧化钛颗粒中也存在晶系差异。以往，严格控制1nm颗粒的尺寸是很困难的，这是世界上首次能够明确证实氧化钛颗粒的量子尺寸效应的成果。到目前为止，我们已经报道了世界上第一个使用π-共轭树枝状聚合物的染料敏化太阳能电池。除了TPA-DPA树枝状聚合物之外，我们还研究了使用具有高空穴传输特性的Cz-CPA树枝状聚合物和作为TPA-DPA树枝状聚合物的组成部分的半DPA树枝状聚合物的染料敏化太阳能电池。尽管具有高LUMO的Cz-CPA树枝状聚合物有望抑制反向电子转移，但它们不表现出作为电子受体的I_3^-的配位行为，因此无助于提高能量转换效率。使用小半径半 DPA 树枝状聚合物的染料敏化太阳能电池有助于提高能量转换效率，尽管它们与 I_3^- 表现出与 TPA-DPA 树枝状聚合物相同的配位行为。换言之，认为通过形成诸如以半DPA树枝状聚合物作为构成部分组装的TPA-DPA树枝状聚合物的大型结构，可以预期能量转换效率的进一步提高。

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