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J-GLOBAL ID：201302259019674175   整理番号：13A0030152

色素増感太陽電池におけるコバルト電解質/色素相互作用:組合せ計算と実験研究

Cobalt Electrolyte/Dye Interactions in Dye-Sensitized Solar Cells: A Combined Computational and Experimental Study

著者 (10件)： MOSCONI Edoardo (Computational Lab. for Hybrid and Organic Photovoltaics, Perugia, ITA) ,  YUM Jun-Ho (Swiss Federal Inst. of Technol. Lausanne, CHE) ,  KESSLER Florian (Swiss Federal Inst. of Technol. Lausanne, CHE) ,  GARCIA Carlos J. Gomez (Universidad de Valencia, Valencia, ESP) ,  ZUCCACCIA Cristiano (Universita degli Studi di Perugia, Perugia, ITA) ,  CINTI Antonio (Computational Lab. for Hybrid and Organic Photovoltaics, Perugia, ITA) ,  CINTI Antonio (Universita degli Studi di Perugia, Perugia, ITA) ,  NAZEERUDDIN Mohammad K. (Swiss Federal Inst. of Technol. Lausanne, CHE) ,  GRAETZEL Michael (Swiss Federal Inst. of Technol. Lausanne, CHE) ,  DE ANGELIS Filippo (Computational Lab. for Hybrid and Organic Photovoltaics, Perugia, ITA)
資料名： Journal of the American Chemical Society  (Journal of the American Chemical Society)
巻： 134  号： 47  ページ： 19438-19453  発行年： 2012年11月28日 
JST資料番号： C0254A  ISSN： 0002-7863  CODEN： JACSAT  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： Ruと有機色素が増感したCo酸化還元媒質とTiO₂表面間の相互作用特性と対応する色素増感太陽電池(DSSC)性能に及ぼす影響を理解するため組合せ計算と実験研究を報告した。Co電解質[Co(bpy)₃]^2+/3+,[Co(phen)₃]^2+/3+,[Co(py-pz)₃]^2+/3+,[Co(tpy)₂]^2+/3+及び[Co(bpy-pz)₂]^2+/3+と協力して原型Ru(II)N719色素について観察した劇的効率損失を理解するため,Ru色素N719とN907及び完全有機色素D9L6,D21L6及びD25L6に焦点を絞った。N719とN907に基づくDSSCはCoに基づく酸化還元シャトルに比較してヨウ素に基づく電解質中で強化寿命を示し,一方,D21L6とD25L6色素は長アルコキシ鎖を有し適用電解質に無関係に有意な変化を電子寿命に示さず,Co電解質により6.5%の高光起電力効率を供した。ab initio分子動力学シミュレーションはCo電解質と表面吸着Ru色素間の錯体生成を示し[Co(bpy)₃]³⁺種をTiO₂面に接触させた。このことはN719増感TiO₂面に接近して横たわる酸化型[Co(bpy)₃]³⁺種がTiO₂注入電子を遮断する高確率を実現する。Marcus理論の枠組みでCo電解質による色素再生機構研究は高スピン(HS)と低スピン(LS)反応経路の本質的に異なる再組織化エネルギーを導く。LS経路に対する再組織化エネルギー計算値は一連のCo錯体に対する最新データと良く一致して,提案した再生経路に対する支持を添えた。これらの結果はDSSCに対するCo電解質の更なる開発に関する構造-性質関係を追跡することを可能にする。

シソーラス用語： *太陽電池 ,  *酸化チタン ,  *ルテニウム錯体 ,  有機顔料 ,  *コバルト錯体 ,  *酸化還元反応 ,  *電解質溶液 ,  分子間相互作用 ,  光増感剤 ,  チオシアン酸塩 ,  ヨウ素 ,  再編成 ,  再生 ,  反応経路 ,  高スピン状態 ,  励起状態 ,  時定数 ,  光起電力 ,  分子動力学 ,  量子論 ,  ab initio MO法 ,  結合エネルギー ,  キャリア注入 ,  磁化率 ,  温度依存性 ,  分子素子 ,  吸着 ,  表面反応 ,  吸着平衡 ,  錯体生成 ,  Marcus理論 ,  多重項 ,  分子構造 ,  窒素複素環化合物 ,  芳香族縮合化合物
準シソーラス用語： ab initio分子動力学 ,  N719 ,  光電変換効率 ,  構造性質相関 ,  再組織化 ,  色素増感太陽電池 ,  低スピン状態 ,  電荷注入 ,  表面吸着 ,  分子シャトル ,  分子の幾何構造 ,  有機色素

分類 (3件)： 遷移金属錯体一般  (CE01040N) ,  電池一般  (YB04010O) ,  電気化学反応  (CB07050F)

物質索引 (9件)： 1,10-フェナントロリン ,  2,2′:6′,2′′-テルピリジン ,  2,2′-ビピリジン ,  2,2′-ビピリジン-4,4′-ジカルボン酸 ,  1-(2-ピリジル)-1H-ピラゾール ,  6-(1H-ピラゾール-1-イル)-2,2′-ビピリジン ,  2-シアノ-3-[5′-[4-[ビス(4-メトキシフェニル)アミノ]フェニル]-2,2′-ビチオフェン-5-イル]プロペン酸 ,  2-シアノ-3-[5′-[4-[ビス[4-(ヘキシルオキシ)フェニル]アミノ]フェニル]-2,2′-ビチオフェン-5-イル]プロペン酸 ,  2-シアノ-3-[5′-[4-[ビス[4-(ドデシルオキシ)フェニル]アミノ]フェニル]-2,2′-ビチオフェン-5-イル]プロペン酸

タイトルに関連する用語 (9件)： 色素増感太陽電池 ,  コバルト ,  電解質 ,  色素 ,  相互作用 ,  組合せ ,  計算 ,  実験 ,  研究