客观日本

九州大学开发光能变换分子集合体--提高太阳能电池效率

2015年07月24日 化学材料

九州大学研究生院工学研究院的君塚信夫主任教授与杨井伸浩副教授等人组成的研究小组最近开发了可将低能量光变换成高能量光的分子集合体。

该分子集合体的特点是在太阳光程度的光照下也能高效率地发挥作用,在有氧条件下亦可进行稳定的变换。由于这项开发使原来因能量低而未能得到利用的长波长段的太阳光的利用成为可能,所以被期待对提高太阳能电池效率有用。

将低能量光变换成高能量光的技术被称为“光子上变频”(Photon upconversion)。作为革新的创始技术,目前在世界范围开展着对这项技术的研究。特别由于在有机溶媒中运用受体分子(发光体)从吸收光能的供体分子(敏化剂)中接收能量、生成更高能量光子的手法利用太阳光程度的光照就能实现变换而受到关注。然而存在着难以提高变换效率以及在溶媒中若有氧气变换就会不稳定等诸多问题。

该研究小组这次开发了一种添加了可使分子集合结构保持稳定的酰胺基以及可使分子集合体在有机溶媒中稳定分散的烷基链的受体分子。并且阐明了供体分子被高效率地吸收进在有机溶媒中自然形成的受体分子膜中去的条件。

在太阳光波长段中波长为532nm(纳米)的光照射试验中,研究小组确认了该受体分子可高效率地将照射光变换成波长短的高能量光以及即使溶媒中存在氧气,变换也能稳定进行的试验结果。此外,据说不仅在有机溶媒中,在凝胶溶媒及固体状态下也观测到了变换的发生。

本研究成果于2015年6月9月在科学杂志《Nature》在线刊物《Scientific Reports》上发表。

九州大学开发光能变换分子集合体--提高太阳能电池效率 研究小组开发的分子集合体的变换的稳定性

(蓝色表示没有氧气的场合,红色表示有氧气的场合)

新闻稿URL
http://www.kyushu-u.ac.jp/pressrelease/2015/2015_06_10.pdf

文/CRCC编辑部 图片/转自新闻稿