光合成の原理と材料を用いた新型色素増感バルクヘテロジャンクション太陽電池の開発

利用光合作用原理和材料开发新型染料敏化体异质结太阳能电池

• 批准号: 23686138
• 负责人: XIAO・FENG Wang
• 金额: $ 12.06万
• 依托单位: Toin University of Yokohama (2014)Yamagata University (2011-2013)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23686138/
• 关键词: クロロフィル誘導体; ペロブスカイト太陽電池; 色素増感太陽電池; ボルフリン; 色素; 真空蒸着; インドリン色素; 両極性分子; 有機薄膜太陽電池; 高効率; カロテノイド; 界面電荷移動; ポルフリン

光合成色素を色素増感太陽電池及びペロブスカイト型太陽電池のホール輸送剤として適用できることを証明した。光合成色素であるクロロフィル誘導体は中心金属及びアルキル基を交換することにより、電子移動度が大幅に変わることが分かった。特に亜鉛クロロフィル誘導体は-5.0 eVのHOMOを持ち、高いホール移動度を持つことが分かった。この亜鉛クロロフィルをホール輸送剤に用い、多種類の色素増感太陽電池を作製した。エネルギー変換効率は低いが、太陽電池としての光電変換の性能を示しており、亜鉛クロロフィルから増感色素への電子移動が起こることを確認できた。更に、同じ亜鉛クロロフィルをペロブスカイト型太陽電池のホール輸送剤にも使用した。この太陽電池によって４％以上の光電変換効率を達成した。これは世界で初めてクロロフィルをペロブスカイト型太陽電池に利用する凡例になった。

我们已经证明光合染料可以用作染料敏化太阳能电池和钙钛矿太阳能电池中的空穴传输剂。人们发现，作为光合色素的叶绿素衍生物的电子迁移率可以通过交换中心金属和烷基而显着改变。特别是，叶绿素锌衍生物被发现具有-5.0 eV的HOMO和高空穴迁移率。使用这种叶绿素锌作为空穴传输剂，制造了各种类型的染料敏化太阳能电池。虽然能量转换效率低，但显示出作为太阳能电池的光电转换性能，并且确认发生了从叶绿素锌到增感染料的电子转移。此外，相同的叶绿素锌也被用作钙钛矿太阳能电池中的空穴传输剂。该太阳能电池的光电转换效率超过4%。这成为世界上首次在钙钛矿太阳能电池中使用叶绿素。

项目成果

Alkylation of Chlorin e6 for Higher Efficiency Dye-Sensitized Solar Cells

二氢卟酚 e6 的烷基化可提高染料敏化太阳能电池的效率

• 发表时间: 2012
• 作者: X-F. Wang;S. Sasaki;H. Tamiaki
• 通讯作者: H. Tamiaki

導電性高分子／フラーレン電荷輸送層を用いるペロブスカイト太陽電池

使用导电聚合物/富勒烯电荷传输层的钙钛矿太阳能电池

• 发表时间: 2014
• 作者: X-F. Wang;Trutomu Miyasaka
• 通讯作者: Trutomu Miyasaka

Fullerene C70 as a p-type donor in organic photovoltaic cells

• DOI: 10.1063/1.4894637
• 发表时间: 2014-09
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: Taojun Zhuang;Xiao‐Feng Wang;T. Sano;Z. Hong;Gang Li;Yang Yang-Yang;J. Kido

Chlorophylls derivatives for organic solar cells

用于有机太阳能电池的叶绿素衍生物

• 发表时间: 2011
• 作者: X-F.Wang;Z.Hong;J.Kido;X-F.Wang
• 通讯作者: X-F.Wang

Development of Solar Cells Based on Synthetic Near-Infrared Absorbing Purpurins 2: Use of Fullerene and Its Derivative As Electron Acceptors for Favorable Charge Separation

基于合成近红外吸收红紫素的太阳能电池的开发2：利用富勒烯及其衍生物作为电子受体实现有利的电荷分离

• DOI: 10.1021/jp307423c
• 发表时间: 2012-10
• 期刊: J. Phys. Chem. C
• 作者: Wang Yu-Wei;Wang Xiao-Feng;Zhang Jian-Ping;Hong Ziruo;Kido Junji;Kitao Osamu;Ikeuchi Toshitaka;Tamiaki Hitoshi;Sasaki Shin-ichi
• 通讯作者: Sasaki Shin-ichi