| 低分子有機化合物 |
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| 【技術分類】 |
| ５−Ｂ 固体電解質系 |
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| 【技術の名称】 |
| ５−Ｂ−２−ｂ 低分子有機化合物 |
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| 【技術内容】 |
| 高効率の固体型太陽電池として、ナノ結晶TiO2層＝電子伝導、Ru錯体色素＝光吸収、トリフェニルジアミン層＝ホール輸送のハイブリッドデバイスを提案している。0.2%を越える外部量子効率を得ている。 |
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| 【図】 |
| 図１ ハイブリッド固体型太陽電池の構造 |
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| 出典：「Novel hybrid solar cells consisting of inorganic nanoparticles and an organic hole transport material.」、「Synthetic Metals VOL.89」、（1997年）、Hagen, Juergen、Schaffrath, Winfried、Otschik, Peter、Fink, Ralf、Bacher, Andreas、Schmidt, Hans-Werner、Haarer, Dietrich著、Elsevier B.V.発行、216頁 Fig.１ Schematic devices setup for the solar cells with direction of the incident light. Reprinted with permission from Elsevier. |
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| 図１の説明：ハイブリッド型固体化太陽電池の構造を半導体電解液型太陽電池と対比して示した。 |
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| 図２ ハイブリッド固体型太陽電池の外部量子効率と照射光波長との相関 |
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| 出典：「Novel hybrid solar cells consisting of inorganic nanoparticles and an organic hole transport material.」、「Synthetic Metals VOL.89」、（1997年）、Hagen, Juergen、Schaffrath, Winfried、Otschik, Peter、Fink, Ralf、Bacher, Andreas、Schmidt, Hans-Werner、Haarer, Dietrich著、Elsevier B.V.発行、217頁 Fig.４ Hybrid solid-state solar cells. External quantum efficiency vs. wavelength of the incident light． Reprinted with permission from Elsevier. |
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| 図２の説明：TiO2の厚さを変えて、ハイブリッド型固体化太陽電池の外部量子効率と照射光波長との相関を図示した。その傾向はエタノールに溶かしたRu錯体の吸収スペクトルの傾向に類似している。 |
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| 【出典／参考資料】 |
「Novel hybrid solar cells consisting of inorganic nanoparticles and an organic hole transport material.」、「Synthetic Metals VOL.89」、（1997年）、Hagen, Juergen、Schaffrath, Winfried、Otschik, Peter、Fink, Ralf、Bacher, Andreas、Schmidt, Hans-Werner、Haarer, Dietrich著、Elsevier B.V.発行、215頁〜220頁
「Structural control of porous nano-space in dye-sensitized TiO2 solar cells.」、「Zeitschrift fuer Physikalische Chemie (Muenchen) VOL.212」、（1999年）、Yanagida, Shozo、Kambe, Shingo、Kubo, Wataru、Murakoshi, Kei、Wada, Yuji、Kitamura, Takayuki著、Oldenbourg Verlage発行、31頁〜38頁 |
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| 【技術分類】 |
| ５−Ｂ 固体電解質系 |
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| 【技術の名称】 |
| ５−Ｂ−２−ｂ 低分子有機化合物 |
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| 【技術内容】 |
色素増感型太陽電池は液体電解液を使用することによって最高の性能を発揮するが、実用面においては液系電解液を固体系の電荷輸送物質に置き換えることによるメリットを享受する可能性を有する。しかしながら、これまで無機系p-type半導体と有機系材料との組み合わせを研究してきたが、いずれも、光／電子変換効率が低かった。
そこで、アモルファス有機系ホール輸送剤として、2,2',7,7'-tetrakis(N,N-di-p-methoxyphenyl-amine)9,9'-spirrrobifluorene(OMeTAD)を使用して、33%という高いIPCEを得た。 |
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| 【図】 |
| 図１ アモルファス有機系ホール輸送剤として提案する「OMeTAD」の化学構造式と電子伝導様式 |
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| 出典：「Solid-state dye-sensitized mesoporous TiO2 solar cells with high photon-to-electron conversion efficiencies.」、「Nature (London) VOL.395」、（1998年）、Bach, U.、Lupo, D.、Comte, P.、Moser, J. E.、Weissortel, F.、Salbeck, J.、Spreitzer, H.、Gratzel, M.著、Nature Publishing発行、583頁 Fig.１ Schema for the electron-transfer process. Reprinted with permission from the Nature Publishing Group. |
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| 図１の説明：アモルファス有機系ホール輸送剤として提案する「OMeTAD」の構造式を示すと共に、電子伝導様式を図示した。 |
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| 図２ a = 導電性F-doped SnO2塗布ガラス／TiO2層／色素増感型接合部／金電極からなる光電池の構造 b = OMETAD使用システムのIPCEと照射光波長との相関 |
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| 出典：「Solid-state dye-sensitized mesoporous TiO2 solar cells with high photon-to-electron conversion efficiencies.」、「Nature (London) VOL.395」、（1998年）、Bach, U.、Lupo, D.、Comte, P.、Moser, J. E.、Weissortel, F.、Salbeck, J.、Spreitzer, H.、Gratzel, M.著、Nature Publishing発行、584頁 Fig.３ Structure and spectral response of the photovoltaic devices. Reprinted with permission from the Nature Publishing Group. |
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| 図２の説明：導電性F-doped SnO2塗布ガラス／TiO2層／色素増感型接合部／金電極からなる光電池の構造を紹介すると共に、OMETAD使用システムのIPCEを照射光の波長との相関で示した。 |
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| 【出典／参考資料】 |
「Solid-state dye-sensitized mesoporous TiO2 solar cells with high photon-to-electron conversion efficiencies.」、「Nature (London) VOL.395」、（1998年）、Bach, U.、Lupo, D.、Comte, P.、Moser, J. E.、Weissortel, F.、Salbeck, J.、Spreitzer, H.、Gratzel, M.著、Nature Publishing発行、583頁〜585頁
「Structural control of porous nano-space in dye-sensitized TiO2 solar cells.」、「Zeitschrift fuer Physikalische Chemie (Muenchen) VOL.212」、（1999年）、Yanagida, Shozo、Kambe, Shingo、Kubo, Wataru、Murakoshi, Kei、Wada, Yuji、Kitamura, Takayuki著、Oldenbourg Verlage発行、31頁〜38頁 |
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| 【技術分類】 |
| ５−Ｂ 固体電解質系 |
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| 【技術の名称】 |
| ５−Ｂ−２−ｂ 低分子有機化合物 |
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| 【技術内容】 |
| bis(N,N-diaryl)aminesとaryldiiodidesとを相転換触媒18-crown-６存在下でUllmann反応を施すことによって、polymeric triphenyldiamines／(p-TPD)sとnaphthylphenyldiamines／(p-NPD)sとを合成することが出来る。これらはTHFやCHCl3に溶解し、安定したアモルファス薄膜を作成することが可能となり、ホール輸送素材として有効である。これらを使用して製作した太陽電池で量子効率0.2%、開放電圧550mVを得た。 |
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| 【図】 |
| 図１ モデル化合物TPD１-３とp-TPDの化学構造 |
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| 出典：「Poly(triarylamine)s - synthesis and application in electroluminescent devices and photovoltaics.」、「Synthetic Metals VOL.102」、（1999年）、Thelakkat, M.、Hagen, J.、Haarer, D.、Schmidt, H.-W.著、Elsevier B.V.発行、1126頁 Fig.２ Chemical structures of the model compounds, TPD1-3 and p-TPD. Reprinted with permission from Elsevier. |
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| 図１の説明：モデル化合物TPD１-３とp-TPDの化学構造を図示した。 |
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| 図２ 各種TPDを使用して製作した太陽電池に100mW/cm2の強度の白色光を照射した場合の電流･電圧特性 |
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| 出典：「Poly(triarylamine)s - synthesis and application in electroluminescent devices and photovoltaics.」、「Synthetic Metals VOL.102」、（1999年）、Thelakkat, M.、Hagen, J.、Haarer, D.、Schmidt, H.-W.著、Elsevier B.V.発行、1128頁 Fig.８ Current-voltage characteristics of solar cells with different TPDs. Reprinted with permission from Elsevier. |
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| 図２の説明：各種TPDを使用して製作した太陽電池に100mW/cm2の強度の白色光を照射した場合の電流･電圧特性を図示した。 |
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| 【出典／参考資料】 |
「Poly(triarylamine)s - synthesis and application in electroluminescent devices and photovoltaics.」、「Synthetic Metals VOL.102」、（1999年）、Thelakkat, M.、Hagen, J.、Haarer, D.、Schmidt, H.-W.著、Elsevier B.V.発行、1125頁〜1128頁
「Structural control of porous nano-space in dye-sensitized TiO2 solar cells.」、「Zeitschrift fuer Physikalische Chemie (Muenchen) VOL.212」、（1999年）、Yanagida, Shozo、Kambe, Shingo、Kubo, Wataru、Murakoshi, Kei、Wada, Yuji、Kitamura, Takayuki著、Oldenbourg Verlage発行、31頁〜38頁 |
