フタロシアニン-ピレン結合:炭素ナノチューブ太陽電池に対する強力なアプローチ
Juergen Bartelmess1, Beatriz Ballesteros, Gema de la Torre
1Department of Chemistry and Pharmacy and Interdisciplinary Center for Molecular Materials, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nuremberg, 91058 Erlangen, Germany.
Journal of the American Chemical Society
|October 27, 2010
まとめ
新しいピレン置換フタロシアニン (Pcs) が合成され,単一壁の炭素ナノチューブ (SWNT) に非共性的に結合された. これにより,高フォトコンバージョン効率を持つ高効率の光活性電極が作成され,高度な光電子機器の潜在能力を実証しました.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
- フォトケミストリー フォトケミストリー
背景:
- シングルウォールカーボンナノチューブ (SWNT) はユニークな電子特性を有していますが,デバイスに統合するには機能化が必要です.
- フタロシアニン (Pcs) は,その光活性および電子特性で知られています.
- SWNTの固有の性質を保持するために,非共振的機能化の方法は望ましい.
研究 の 目的:
- 新しいピレン (Py) 置換されたフタロシアニン (ZnPc-PyとH(2) Pc-Py) の設計と合成.
- これらのPCを使用して,π-π相互作用を通じてSWNTの非共性機能化を調査する.
- 結果となるPC/SWNTハイブリッドのスペクトル学的および光電気化学的性質を特徴付ける.
主な方法:
- ピレン代用亜鉛と自由塩基のフタロシアニン (ZnPc-PyとH(2) Pc-Py) の合成.
- Pcs.によるSWNTの非共性機能化.
- 顕微鏡による特徴付け (例えば,一時的吸収) と光電化学測定.
- 光活性電極の製造と試験.
主要な成果:
- ZnPc-PyとH(2) Pc-PyがSWNTの電子特性を変えることなくSWNTに非共性結合に成功した.
- Pcs と SWNT の間の光誘導による電子移転の証拠.
- 製造されたH(2) Pc-Py/SWNT電極は,安定した光電流を示した.
- モノクロマティック内部フォトコンバージョン効率は15% (バイアスなし) と23% (+0.1Vバイアス) に達しました.
結論:
- ピレン機能化されたフタロシアニンは,非共性的に変異するSWNTsのための多用途な経路を提供します.
- その結果生じたPC/SWNTハイブリッドは,光電子機器の応用において有望な光活性性を示しています.
- 開発された材料は,効率的な電荷伝送と,光活性電極における高い光変換効率を証明しています.
