Creation of Nano-Molecular Assemblies Using Intermolecular Interactions and its Photofunction

利用分子间相互作用及其光功能创建纳米分子组装体

基本信息

  • 批准号:
    16310073
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 9.6万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2004
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2004 至 2005
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Novel organic solar cells have been prepared using quaternary self-organization of porphyrin (donor) and fullerene (acceptor) units by clusterization with gold nanoparticles on nanostructured SnO_2 electrodes. First, porphyrin-alkanethiolate monolayer-protected gold nanoparticles (H_2PC nMPP : nis the number of methylene groups in the spacer) are prepared (1st step) starting from the primary component (porphyrin-alkanethiol). These porphyrin-modified gold nanoparticles form complexes with fullerene molecules (2nd step), and they are clusterized in acetonitrile/toluene mixed solvent (3^<rd> step). The highly colored composite clusters can then be assembled as threedimensional arrays onto nanostructured SnO_2 films to afford the ITO/SnO_2/(H_2PC nMPP+C_<60>)_m electrode using an electrophoretic deposition method (4^<th> step). The film of the composite clusters with gold nanoparticle exhibits an incident photon-to-photocurrent efficiency (IPCE) as high as 54% and broad photocurrent action spectra (up to 1000 nm). The power conversion efficiency of the ITO/SnO_2/(H_2PC15MPP+C_<60>)_m composite electrode reaches as high as 1.5%, which is 45 times higher than that of the reference system consisting of the both single components of porphyrin and fullerene.
使用卟啉(供体)和富勒烯(受体)单位的第四纪自我组织来制备新型有机太阳能电池,并通过与金纳米颗粒在纳米结构的SNO_2电极上进行聚类。首先,制备了从主要成分(卟啉 - 阿甲硫醇)开始的(第一步)(第一步),制备了卟啉 - 烷烃单酸酯单层保护的金纳米颗粒(H_2pc NMPP:NIS)。这些卟啉修饰的金纳米颗粒与富勒烯分子形成复合物(第二步),并将它们聚集在乙腈/甲苯混合溶剂(3^<rd>步骤)中。然后可以将高色的复合簇作为三二数阵列组装到纳米结构的SNO_2膜上,以提供ITO/SNO_2/(H_2PC NMPP+C_ <60>)_ M电极使用电动物沉积法(4^<th>步骤)。带有金纳米颗粒的复合簇的膜表现出入射的光子到光电流效率(IPCE)高达54%和广泛的光电流动作光谱(高达1000 nm)。 ITO/SNO_2/(H_2PC15MPP+C_ <60>)_ M复合电极的功率转换效率高达1.5%,比由卟啉和富勒烯的单个组件组成的参考系统高45倍。

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(0)
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会议论文数量(0)
专利数量(0)
Photovoltaic cells using composite nanoclusters of porphyrins and fullerenes with gold nanoparticles
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