基本情報

所属
滋賀県立大学
学位
博士(理学)(総合研究大学院大学)

研究者番号
30281603
J-GLOBAL ID
200901029580434173

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研究課題(研究概要) ペロブスカイト構造を持つ色素を用いたハイブリッド型太陽電池の材料設計とその評価 ペロブスカイト系太陽電池の材料設計とその特性評価を行っています。ペロブスカイト構造を持つ化合物にハロゲン、アミノ化合物、遷移金属などの添加効果を検討しています。さらにホール輸送層や、光活性層へのフタロシアニン金属錯体の導入効果を実験及び第一原理計算に基づいて検討を行っています。表面形態、結晶構造、光起電力特性を明らかにしながら発電効率の向上を試みています。 無機・有機ハイブリッド型太陽電池の開発 シリコン系太陽電池に代わり、用途、機能性の拡大に伴い、環境調和型有機太陽電池の開発が求められています。我々は有機色素混合系からなる擬固体型色素増感型太陽電池、ポルフィリン系、フタロシニン・C60系有機薄膜太陽電池、無機・有機ハイブリッド型太陽電池を作製し、その光起電力特性を評価しました。p型有機半導体、固体電解質の選択、TiO2の結晶性の調節、界面の微細構造の制御、キャリヤ移動から電子構造に基づいて光伝導機構を明らかにしながら光電変換効率を向上させました。 特異な炭素クラスターや多核金属錯体を利用したNMR量子コンピューターなどの量子情報への応用 NMR量子コンピューターの候補材料として14N@C60内包単層カーボンナノチューブピーポッドが知られています。14N@C60-SWCNTピーポッドの電子構造と磁気的パラメーター(ケミカルシフト、g因子, hfc)をDFT法にて計算予測し、カーボンナノチューブの直径やカイラル構造による中心原子Nの電子密度分布の偏り、NからSWCNTへの電荷移動を明らかにしました。さらに2ビット系として(14N@C60)2-dimmerや(14N@C60)2-SWCNTについても検討を行いました。 ピバリン酸ビニルの乳化重合法による高分子エマルションの合成とその応用   メディカル分野から高強度の生分解性PVAポリマーゲルの開発が求められています。PVAはポリピバリン酸ビニルからけん化することより得られます。連鎖移動剤を用いながらピバリン酸ビニルの乳化重合を行い、その反応機構を制御することにより重合度、粒子径を調整したポリピバリン酸ビニルエマルションを重合することに成功しました。その動力学的反応機構と粒子形成過程を理論的に検討し、実験よりその妥当性を明らかにしました。 PVAを保護コロイドとしたアクリル系、共役系モノマーの乳化重合とその粒子形成過程 高強度バインダー材料の開発として乳化剤に代わり高分子コロイドであるPVAを利用したエマルションが求められています。我々は高分子コロイドであるPVAを用いたアクリル系モノマーの重合を行い、PVAからの水素引き抜き反応を制御することにより安定なエマションを得ることができました。特に酢酸ビニル系、スチレン系エマルションの安定性の違いとその粒子形成初期過程について動力学的反応機構の解析に基づいて明らかにしました。 スピンクロスオーバー錯体を内包した高分子ミクロスフェアの合成と双安定性挙動 光、温度によって高スピン-低スピン双安定性挙動を示すスピンクロスオーバー錯体を利用した多機能性スイッチング素子の研究・開発が行われています。乳化重合法によりスピンクロスオーバー錯体を内包しながら高分子ミクロスウェアを合成し、100nmの多機能性ナノドットの作製に成功しました。AFMによる粒子形態観察、分光特性、SQUID、ESRなどの磁気的性質、X線回折、電子構造から相転移付近の双安定性挙動について明らかにしました。 研究業績等(概要) 銅フタロシアニン誘導体LB膜の構造と物性 フタロシアニン錯体は電気物性、光伝導性、磁気特性として優れた機能を示し、複写機など世界中で広く利用されています。有機半導体、有機FET、太陽電池など有機エレクトロニクス分野の応用のために有機溶媒に溶解する金属フロタシアニン錯体を合成し、LB法によって超薄膜(LB膜)を作製し、表面・内部構造の形態と磁気特性について明らかにしました。 C60電荷移動錯体の特異な磁性の研究 C60(カーボンフラーレン)は炭素のみ60個からなるサッカーボール状の分子であり、グラファイト、ダイヤモンドに次ぐ第三の炭素形態としてごく最近、発見された。C60電荷移動錯体を合成し、その特異的な磁性について研究を行ってきた。 PVAを保護コロイドとしたアクリル系、共役系モノマーの乳化重合とその粒子形成過程 高強度バインダー材料の開発として乳化剤に代わり高分子コロイドであるPVAを利用したエマルションが求められています。我々は高分子コロイドであるPVAを用いたアクリル系モノマーの重合を行い、PVAからの水素引き抜き反応を制御することにより安定なエマションを得ることができました。特に酢酸ビニル系、スチレン系エマルションの安定性の違いとその粒子形成初期過程について動力学的反応機構の解析に基づいて明らかにしました。 ピバリン酸ビニルの乳化重合法による高分子エマルションの合成とその応用   メディカル分野から高強度の生分解性PVAポリマーゲルの開発が求められています。PVAはポリピバリン酸ビニルからけん化することより得られます。連鎖移動剤を用いながらピバリン酸ビニルの乳化重合を行い、その反応機構を制御することにより重合度、粒子径を調整したポリピバリン酸ビニルエマルションを重合することに成功しました。その動力学的反応機構と粒子形成過程を理論的に検討し、実験よりその妥当性を明らかにしました。 スピンクロスオーバー錯体を内包した高分子ミクロスフェアの合成と双安定性挙動 光、温度によって高スピン-低スピン双安定性挙動を示すスピンクロスオーバー錯体を利用した多機能性スイッチング素子の研究・開発が行われています。乳化重合法によりスピンクロスオーバー錯体を内包しながら高分子ミクロスウェアを合成し、100nmの多機能性ナノドットの作製に成功しました。AFMによる粒子形態観察、分光特性、SQUID、ESRなどの磁気的性質、X線回折、電子構造から相転移付近の双安定性挙動について明らかにしました。 固体型色素増感型太陽電池、無機・有機ハイブリッド型太陽電池 -環境調和型太陽電池の開発- シリコン系太陽電池に代わり、用途、機能性の拡大に伴い、環境調和型有機太陽電池の開発が求められています。我々は有機色素混合系からなる擬固体型色素増感型太陽電池、ポルフィリン系、フタロシニン・C60系有機薄膜太陽電池、無機・有機ハイブリッド型太陽電池を作製し、その光起電力特性を評価しました。p型有機半導体、固体電解質の選択、TiO2の結晶性の調節、界面の微細構造の制御、キャリヤ移動から電子構造に基づいて光伝導機構を明らかにしながら光電変換効率を向上させました。 特異な炭素クラスターを利用したNMR量子コンピューターなどの量子情報への応用 NMR量子コンピューターの候補材料として14N@C60内包単層カーボンナノチューブピーポッドが知られています。14N@C60-SWCNTピーポッドの電子構造と磁気的パラメーター(ケミカルシフト、g因子, hfc)をDFT法にて計算予測し、カーボンナノチューブの直径やカイラル構造による中心原子Nの電子密度分布の偏り、NからSWCNTへの電荷移動を明らかにしました。さらに2ビット系として(14N@C60)2-dimmerや(14N@C60)2-SWCNTについても検討を行いました。 フタロシアニン金属錯体を導入したペロブスカイト系太陽電池の作製と評価 フタロシアニン金属錯体をホール輸送層や光活性層に導入したペロブスカイト系太陽電池を作製し、光起電力特性、表面形態、結晶構造を明らかにしながら、発電効率の向上を試みています。

論文

  132

MISC

  5

書籍等出版物

  7

講演・口頭発表等

  372

産業財産権

  5

社会貢献活動

  4