JPWO2018047494A1 - 光電変換素子、色素増感太陽電池及びジピロメテン錯体化合物 - Google Patents
光電変換素子、色素増感太陽電池及びジピロメテン錯体化合物 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2018047494A1 JPWO2018047494A1 JP2018538274A JP2018538274A JPWO2018047494A1 JP WO2018047494 A1 JPWO2018047494 A1 JP WO2018047494A1 JP 2018538274 A JP2018538274 A JP 2018538274A JP 2018538274 A JP2018538274 A JP 2018538274A JP WO2018047494 A1 JPWO2018047494 A1 JP WO2018047494A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- photoelectric conversion
- dye
- conversion element
- formula
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 109
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 104
- OVTCUIZCVUGJHS-UHFFFAOYSA-N dipyrrin Chemical compound C=1C=CNC=1C=C1C=CC=N1 OVTCUIZCVUGJHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 92
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 65
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims abstract description 57
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 54
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 claims abstract description 39
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 claims abstract description 37
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 29
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims abstract description 28
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims abstract description 24
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 21
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 19
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 89
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 44
- 125000006615 aromatic heterocyclic group Chemical group 0.000 claims description 34
- 125000002029 aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 claims description 31
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 claims description 29
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 27
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 claims description 27
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 22
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 20
- 125000004414 alkyl thio group Chemical group 0.000 claims description 17
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 claims description 14
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 13
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 12
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 12
- 125000004104 aryloxy group Chemical group 0.000 claims description 11
- 125000000168 pyrrolyl group Chemical group 0.000 claims description 11
- 125000005110 aryl thio group Chemical group 0.000 claims description 8
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 8
- 125000004450 alkenylene group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000004419 alkynylene group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000005553 heteroaryloxy group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000005368 heteroarylthio group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 claims description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 claims description 5
- 125000005504 styryl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 claims 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 92
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 92
- -1 (trifluoromethyl) phenyl Chemical group 0.000 description 43
- 239000010408 film Substances 0.000 description 36
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 34
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 34
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 33
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 31
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 28
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 26
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 description 25
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 19
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 14
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 12
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 11
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 10
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 10
- 230000001235 sensitizing effect Effects 0.000 description 10
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 9
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 125000005677 ethinylene group Chemical group [*:2]C#C[*:1] 0.000 description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 9
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical group [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 8
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 7
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 7
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 6
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 6
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 6
- RUDATBOHQWOJDD-UHFFFAOYSA-N (3beta,5beta,7alpha)-3,7-Dihydroxycholan-24-oic acid Natural products OC1CC2CC(O)CCC2(C)C2C1C1CCC(C(CCC(O)=O)C)C1(C)CC2 RUDATBOHQWOJDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001720 action spectrum Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 125000005678 ethenylene group Chemical group [H]C([*:1])=C([H])[*:2] 0.000 description 5
- 125000005549 heteroarylene group Chemical group 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical group C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 4
- 125000000732 arylene group Chemical group 0.000 description 4
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 4
- RUDATBOHQWOJDD-BSWAIDMHSA-N chenodeoxycholic acid Chemical compound C([C@H]1C[C@H]2O)[C@H](O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H]([C@@H](CCC(O)=O)C)[C@@]2(C)CC1 RUDATBOHQWOJDD-BSWAIDMHSA-N 0.000 description 4
- 229960001091 chenodeoxycholic acid Drugs 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 4
- 125000000000 cycloalkoxy group Chemical group 0.000 description 4
- KXGVEGMKQFWNSR-UHFFFAOYSA-N deoxycholic acid Natural products C1CC2CC(O)CCC2(C)C2C1C1CCC(C(CCC(O)=O)C)C1(C)C(O)C2 KXGVEGMKQFWNSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 4
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Chemical compound [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 4
- YSHMQTRICHYLGF-UHFFFAOYSA-N 4-tert-butylpyridine Chemical compound CC(C)(C)C1=CC=NC=C1 YSHMQTRICHYLGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N Caprylic acid Natural products CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N Furan Chemical group C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 3
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 125000004442 acylamino group Chemical group 0.000 description 3
- 125000004453 alkoxycarbonyl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004770 chalcogenides Chemical class 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 3
- 125000000392 cycloalkenyl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000005366 cycloalkylthio group Chemical group 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 3
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 125000000843 phenylene group Chemical group C1(=C(C=CC=C1)*)* 0.000 description 3
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010898 silica gel chromatography Methods 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- BHQCQFFYRZLCQQ-UHFFFAOYSA-N (3alpha,5alpha,7alpha,12alpha)-3,7,12-trihydroxy-cholan-24-oic acid Natural products OC1CC2CC(O)CCC2(C)C2C1C1CCC(C(CCC(O)=O)C)C1(C)C(O)C2 BHQCQFFYRZLCQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004380 Cholic acid Substances 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JGFZNNIVVJXRND-UHFFFAOYSA-N N,N-Diisopropylethylamine (DIPEA) Chemical compound CCN(C(C)C)C(C)C JGFZNNIVVJXRND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 2
- NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N Piperidine Chemical compound C1CCNCC1 NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012327 Ruthenium complex Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical group C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000005037 alkyl phenyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000004397 aminosulfonyl group Chemical group NS(=O)(=O)* 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- XJHCXCQVJFPJIK-UHFFFAOYSA-M caesium fluoride Chemical compound [F-].[Cs+] XJHCXCQVJFPJIK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 125000003917 carbamoyl group Chemical group [H]N([H])C(*)=O 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- BHQCQFFYRZLCQQ-OELDTZBJSA-N cholic acid Chemical compound C([C@H]1C[C@H]2O)[C@H](O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H]([C@@H](CCC(O)=O)C)[C@@]2(C)[C@@H](O)C1 BHQCQFFYRZLCQQ-OELDTZBJSA-N 0.000 description 2
- 229960002471 cholic acid Drugs 0.000 description 2
- 235000019416 cholic acid Nutrition 0.000 description 2
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 125000006841 cyclic skeleton Chemical group 0.000 description 2
- KXGVEGMKQFWNSR-LLQZFEROSA-N deoxycholic acid Chemical compound C([C@H]1CC2)[C@H](O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H]([C@@H](CCC(O)=O)C)[C@@]2(C)[C@@H](O)C1 KXGVEGMKQFWNSR-LLQZFEROSA-N 0.000 description 2
- 229960003964 deoxycholic acid Drugs 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002330 electrospray ionisation mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- NIHNNTQXNPWCJQ-UHFFFAOYSA-N fluorene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3C2=C1 NIHNNTQXNPWCJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001207 fluorophenyl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000002190 incident photon conversion efficiency spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 2
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 125000001820 oxy group Chemical group [*:1]O[*:2] 0.000 description 2
- 229920000301 poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) polymer Polymers 0.000 description 2
- 125000003367 polycyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 150000004032 porphyrins Chemical group 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003222 pyridines Chemical class 0.000 description 2
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 125000003808 silyl group Chemical group [H][Si]([H])([H])[*] 0.000 description 2
- AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L sodium thiosulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000019345 sodium thiosulphate Nutrition 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- VNFWTIYUKDMAOP-UHFFFAOYSA-N sphos Chemical compound COC1=CC=CC(OC)=C1C1=CC=CC=C1P(C1CCCCC1)C1CCCCC1 VNFWTIYUKDMAOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003431 steroids Chemical group 0.000 description 2
- 125000000565 sulfonamide group Chemical group 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- ANRHNWWPFJCPAZ-UHFFFAOYSA-M thionine Chemical compound [Cl-].C1=CC(N)=CC2=[S+]C3=CC(N)=CC=C3N=C21 ANRHNWWPFJCPAZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 2
- UAYWVJHJZHQCIE-UHFFFAOYSA-L zinc iodide Chemical compound I[Zn]I UAYWVJHJZHQCIE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- BZXQRXJJJUZZAJ-UHFFFAOYSA-N (2,4,6-trimethylphenyl)boronic acid Chemical compound CC1=CC(C)=C(B(O)O)C(C)=C1 BZXQRXJJJUZZAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IWZSHWBGHQBIML-ZGGLMWTQSA-N (3S,8S,10R,13S,14S,17S)-17-isoquinolin-7-yl-N,N,10,13-tetramethyl-2,3,4,7,8,9,11,12,14,15,16,17-dodecahydro-1H-cyclopenta[a]phenanthren-3-amine Chemical compound CN(C)[C@H]1CC[C@]2(C)C3CC[C@@]4(C)[C@@H](CC[C@@H]4c4ccc5ccncc5c4)[C@@H]3CC=C2C1 IWZSHWBGHQBIML-ZGGLMWTQSA-N 0.000 description 1
- DKPMWHFRUGMUKF-UHFFFAOYSA-N (3alpha,5alpha,6alpha,7alpha)-3,6,7-Trihydroxycholan-24-oic acid Natural products OC1C(O)C2CC(O)CCC2(C)C2C1C1CCC(C(CCC(O)=O)C)C1(C)CC2 DKPMWHFRUGMUKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYHQOLUKZRVURQ-NTGFUMLPSA-N (9Z,12Z)-9,10,12,13-tetratritiooctadeca-9,12-dienoic acid Chemical compound C(CCCCCCC\C(=C(/C\C(=C(/CCCCC)\[3H])\[3H])\[3H])\[3H])(=O)O OYHQOLUKZRVURQ-NTGFUMLPSA-N 0.000 description 1
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BYEAHWXPCBROCE-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropan-2-ol Chemical compound FC(F)(F)C(O)C(F)(F)F BYEAHWXPCBROCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-triazine Chemical group C1=CN=NN=C1 JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISHFYECQSXFODS-UHFFFAOYSA-M 1,2-dimethyl-3-propylimidazol-1-ium;iodide Chemical compound [I-].CCCN1C=C[N+](C)=C1C ISHFYECQSXFODS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- YJUUZFWMKJBVFJ-UHFFFAOYSA-N 1,3-dimethylimidazolidin-4-one Chemical compound CN1CN(C)C(=O)C1 YJUUZFWMKJBVFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RAIPHJJURHTUIC-UHFFFAOYSA-N 1,3-thiazol-2-amine Chemical class NC1=NC=CS1 RAIPHJJURHTUIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOYGXTIHTHBSOA-UHFFFAOYSA-N 1-(4-chlorophenyl)-3-thiophen-2-ylprop-2-en-1-one Chemical compound C1=CC(Cl)=CC=C1C(=O)C=CC1=CC=CS1 JOYGXTIHTHBSOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYSCBCSGKXNZRH-UHFFFAOYSA-N 1-benzothiophene-2-carboxamide Chemical compound C1=CC=C2SC(C(=O)N)=CC2=C1 GYSCBCSGKXNZRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IOWQHNLDXBGENT-UHFFFAOYSA-N 1-hexyl-4-(1-hexylpyridin-1-ium-4-yl)pyridin-1-ium Chemical compound C1=C[N+](CCCCCC)=CC=C1C1=CC=[N+](CCCCCC)C=C1 IOWQHNLDXBGENT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MFFMQGGZCLEMCI-UHFFFAOYSA-N 2,4-dimethyl-1h-pyrrole Chemical compound CC1=CNC(C)=C1 MFFMQGGZCLEMCI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LWNJUMGCXIAKPI-UHFFFAOYSA-N 2-(pyridin-2-ylmethoxy)benzaldehyde Chemical compound O=CC1=CC=CC=C1OCC1=CC=CC=N1 LWNJUMGCXIAKPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SFPQDYSOPQHZAQ-UHFFFAOYSA-N 2-methoxypropanenitrile Chemical compound COC(C)C#N SFPQDYSOPQHZAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KQNVWRXGMSYLDH-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-3-propyl-1h-imidazol-3-ium;iodide Chemical compound [I-].CCC[N+]=1C=CNC=1C KQNVWRXGMSYLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CODFJGNBJOPGQV-UHFFFAOYSA-N 2-thiophen-2-yl-1,3-thiazole-5-carboxylic acid Chemical group S1C(C(=O)O)=CN=C1C1=CC=CS1 CODFJGNBJOPGQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDXWNHPWWKGTKO-UHFFFAOYSA-N 207739-72-8 Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N(C=1C=C2C3(C4=CC(=CC=C4C2=CC=1)N(C=1C=CC(OC)=CC=1)C=1C=CC(OC)=CC=1)C1=CC(=CC=C1C1=CC=C(C=C13)N(C=1C=CC(OC)=CC=1)C=1C=CC(OC)=CC=1)N(C=1C=CC(OC)=CC=1)C=1C=CC(OC)=CC=1)C1=CC=C(OC)C=C1 XDXWNHPWWKGTKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JSIAIROWMJGMQZ-UHFFFAOYSA-N 2h-triazol-4-amine Chemical class NC1=CNN=N1 JSIAIROWMJGMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LDWLIXZSDPXYDR-UHFFFAOYSA-N 3,5-bis(trifluoromethyl)benzaldehyde Chemical compound FC(F)(F)C1=CC(C=O)=CC(C(F)(F)F)=C1 LDWLIXZSDPXYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 3-(oxolan-2-yl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC1CCCO1 WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VWIIJDNADIEEDB-UHFFFAOYSA-N 3-methyl-1,3-oxazolidin-2-one Chemical compound CN1CCOC1=O VWIIJDNADIEEDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002373 5 membered heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004070 6 membered heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LUAZZOXZPVVGSO-UHFFFAOYSA-N Benzyl viologen Chemical compound C=1C=C(C=2C=C[N+](CC=3C=CC=CC=3)=CC=2)C=C[N+]=1CC1=CC=CC=C1 LUAZZOXZPVVGSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZMGYPLQYOPHEL-UHFFFAOYSA-N Boron trifluoride etherate Chemical compound FB(F)F.CCOCC KZMGYPLQYOPHEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical group [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000858 Cyclodextrin Polymers 0.000 description 1
- PAPNRQCYSFBWDI-UHFFFAOYSA-N DMP Natural products CC1=CC=C(C)N1 PAPNRQCYSFBWDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N Decanoic acid Natural products CCCCCCCCCC(O)=O GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108091006149 Electron carriers Proteins 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010007979 Glycocholic Acid Proteins 0.000 description 1
- SMEROWZSTRWXGI-UHFFFAOYSA-N Lithocholsaeure Natural products C1CC2CC(O)CCC2(C)C2C1C1CCC(C(CCC(O)=O)C)C1(C)CC2 SMEROWZSTRWXGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NSGDYZCDUPSTQT-UHFFFAOYSA-N N-[5-bromo-1-[(4-fluorophenyl)methyl]-4-methyl-2-oxopyridin-3-yl]cycloheptanecarboxamide Chemical compound Cc1c(Br)cn(Cc2ccc(F)cc2)c(=O)c1NC(=O)C1CCCCCC1 NSGDYZCDUPSTQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQZMLBORDGWNPD-UHFFFAOYSA-N N-iodosuccinimide Chemical compound IN1C(=O)CCC1=O LQZMLBORDGWNPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RFDAIACWWDREDC-UHFFFAOYSA-N Na salt-Glycocholic acid Natural products OC1CC2CC(O)CCC2(C)C2C1C1CCC(C(CCC(=O)NCC(O)=O)C)C1(C)C(O)C2 RFDAIACWWDREDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical group C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DPOPAJRDYZGTIR-UHFFFAOYSA-N Tetrazine Chemical group C1=CN=NN=N1 DPOPAJRDYZGTIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYSA-N Thiazole Chemical group C1=CSC=N1 FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004423 acyloxy group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 125000002723 alicyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910001420 alkaline earth metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000006323 alkenyl amino group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003302 alkenyloxy group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000005036 alkoxyphenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003282 alkyl amino group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006319 alkynyl amino group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005133 alkynyloxy group Chemical group 0.000 description 1
- OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N alpha-ethylcaproic acid Natural products CCCCC(CC)C(O)=O OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N alpha-linolenic acid Chemical compound CC\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCCCCC(O)=O DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N 0.000 description 1
- 235000020661 alpha-linolenic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 125000001769 aryl amino group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005161 aryl oxy carbonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004391 aryl sulfonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004421 aryl sulphonamide group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003785 benzimidazolyl group Chemical class N1=C(NC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- GONOPSZTUGRENK-UHFFFAOYSA-N benzyl(trichloro)silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)CC1=CC=CC=C1 GONOPSZTUGRENK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 125000005619 boric acid group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AOWKSNWVBZGMTJ-UHFFFAOYSA-N calcium titanate Chemical compound [Ca+2].[O-][Ti]([O-])=O AOWKSNWVBZGMTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 150000004700 cobalt complex Chemical class 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000006165 cyclic alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006310 cycloalkyl amino group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012024 dehydrating agents Substances 0.000 description 1
- 230000000779 depleting effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- RFDAIACWWDREDC-FRVQLJSFSA-N glycocholic acid Chemical compound C([C@H]1C[C@H]2O)[C@H](O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H]([C@@H](CCC(=O)NCC(O)=O)C)[C@@]2(C)[C@@H](O)C1 RFDAIACWWDREDC-FRVQLJSFSA-N 0.000 description 1
- 229940099347 glycocholic acid Drugs 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 description 1
- 125000002883 imidazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-M iodide Chemical compound [I-] XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000002496 iodine Chemical class 0.000 description 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 229960004488 linolenic acid Drugs 0.000 description 1
- KQQKGWQCNNTQJW-UHFFFAOYSA-N linolenic acid Natural products CC=CCCC=CCC=CCCCCCCCC(O)=O KQQKGWQCNNTQJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- SMEROWZSTRWXGI-HVATVPOCSA-N lithocholic acid Chemical compound C([C@H]1CC2)[C@H](O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H]([C@@H](CCC(O)=O)C)[C@@]2(C)CC1 SMEROWZSTRWXGI-HVATVPOCSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- JJCLRQKYSOYWRD-UHFFFAOYSA-N methanol;trifluoromethanesulfonic acid Chemical compound OC.OS(=O)(=O)C(F)(F)F JJCLRQKYSOYWRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001434 methanylylidene group Chemical group [H]C#[*] 0.000 description 1
- FEIOASZZURHTHB-UHFFFAOYSA-N methyl 4-formylbenzoate Chemical compound COC(=O)C1=CC=C(C=O)C=C1 FEIOASZZURHTHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N n-hexanoic acid Natural products CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 1
- PCILLCXFKWDRMK-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,4-diol Chemical compound C1=CC=C2C(O)=CC=C(O)C2=C1 PCILLCXFKWDRMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004957 naphthylene group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Chemical class 0.000 description 1
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 235000021313 oleic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000012860 organic pigment Substances 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002971 oxazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- YJVFFLUZDVXJQI-UHFFFAOYSA-L palladium(ii) acetate Chemical compound [Pd+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O YJVFFLUZDVXJQI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- FIKAKWIAUPDISJ-UHFFFAOYSA-L paraquat dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].C1=C[N+](C)=CC=C1C1=CC=[N+](C)C=C1 FIKAKWIAUPDISJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005499 phosphonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000001007 phthalocyanine dye Substances 0.000 description 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 1
- 229920000553 poly(phenylenevinylene) Polymers 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 1
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 1
- 229920002717 polyvinylpyridine Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003373 pyrazinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003226 pyrazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- PBMFSQRYOILNGV-UHFFFAOYSA-N pyridazine Chemical group C1=CC=NN=C1 PBMFSQRYOILNGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003230 pyrimidines Chemical class 0.000 description 1
- 125000000714 pyrimidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004671 saturated fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- HFHDHCJBZVLPGP-UHFFFAOYSA-N schardinger α-dextrin Chemical compound O1C(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(O)C2O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC2C(O)C(O)C1OC2CO HFHDHCJBZVLPGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003346 selenoethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 125000004469 siloxy group Chemical group [SiH3]O* 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 235000012247 sodium ferrocyanide Nutrition 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N strontium titanate Chemical compound [Sr+2].[O-][Ti]([O-])=O VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 125000000020 sulfo group Chemical group O=S(=O)([*])O[H] 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N tetrabutylammonium Chemical compound CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DPKBAXPHAYBPRL-UHFFFAOYSA-M tetrabutylazanium;iodide Chemical compound [I-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC DPKBAXPHAYBPRL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UGNWTBMOAKPKBL-UHFFFAOYSA-N tetrachloro-1,4-benzoquinone Chemical compound ClC1=C(Cl)C(=O)C(Cl)=C(Cl)C1=O UGNWTBMOAKPKBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBXCPBUEXACCNR-UHFFFAOYSA-N tetraethylammonium Chemical compound CC[N+](CC)(CC)CC CBXCPBUEXACCNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GKXDJYKZFZVASJ-UHFFFAOYSA-M tetrapropylazanium;iodide Chemical compound [I-].CCC[N+](CCC)(CCC)CCC GKXDJYKZFZVASJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RMVRSNDYEFQCLF-UHFFFAOYSA-N thiophenol Chemical group SC1=CC=CC=C1 RMVRSNDYEFQCLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 150000003613 toluenes Chemical class 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 230000005068 transpiration Effects 0.000 description 1
- QQOWHRYOXYEMTL-UHFFFAOYSA-N triazin-4-amine Chemical class N=C1C=CN=NN1 QQOWHRYOXYEMTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003852 triazoles Chemical group 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000021122 unsaturated fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 150000004670 unsaturated fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000003672 ureas Chemical class 0.000 description 1
- RUDATBOHQWOJDD-UZVSRGJWSA-N ursodeoxycholic acid Chemical compound C([C@H]1C[C@@H]2O)[C@H](O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H]([C@@H](CCC(O)=O)C)[C@@]2(C)CC1 RUDATBOHQWOJDD-UZVSRGJWSA-N 0.000 description 1
- 229960001661 ursodiol Drugs 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
- C07F5/02—Boron compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
- C09B23/00—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
また、ルテニウム錯体からなる色素以外の色素を用いた色素増感太陽電池も研究されている。例えば、特許文献1において、2−チエニル−5−カルボキシチアゾール骨格のホウ素錯体化合物を増感色素として用いた色素増感太陽電池が提案されている。更に、非特許文献1において、2つのピロール環をメチン基で結合してなるジピロメテン骨格にホウ素原子が結合したジピロメテン錯体化合物を増感色素として用いた色素増感太陽電池が提案されている。このジピロメテン錯体化合物は、具体的には、ジピロメテン骨格の3位及び5位(各ピロール環の環構成窒素原子に隣接する環構成炭素原子)にエテニレン基を介在させてトリアリールアミノ基を導入した錯体化合物である。
<1>導電性支持体と、電解質を含む感光体層と、電解質を含む電荷移動体層と、対極とを有する光電変換素子であって、感光体層が、下記式(1)で表されるジピロメテン錯体化合物が担持された半導体微粒子を有する光電変換素子。
式中、XはCR5又はNを示す。R5はアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基又はヘテロアリール基を示す。
R1〜R4は、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ヘテロアリール基、アミノ基又はハロゲン原子を示す。
L1及びL2は、それぞれ独立に、単結合又は連結基を示す。
Z1及びZ2は、それぞれ独立に、酸性基又はその塩を示し、m及びnは、それぞれ独立に、1以上の整数を示す。
Y1及びY2は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基又はヘテロアリールチオ基を示す。
<3>L1及びL2が、いずれも、共役連結基である<1>又は<2>に記載の光電変換素子。
<4>L1及びL2が、いずれも、脂肪族不飽和炭化水素基、芳香族炭化水素環基及び芳香族ヘテロ環基からなる群より選択される2個以上の基を組み合わせてなる連結基である<1>〜<3>のいずれか1つに記載の光電変換素子。
<5>L1及びL2が、いずれも、アルケニレン基、アルキニレン基、芳香族炭化水素環基及び芳香族ヘテロ環基からなる群より選択される2個以上の基を組み合わせてなる連結基である<1>〜<4>のいずれか1つに記載の光電変換素子。
式(L) *−LL1−ArL−***
式中、LL1は下記式(L−1)〜(L−4)のいずれかで表される基を示す。ArLは芳香族炭化水素環基又は芳香族ヘテロ環基を示す。*は式(1)中のピロール環との結合部を示し、***は式(1)中のZ1又はZ2との結合部を示す。
式中、R21〜R28は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を示し、Aは酸素原子又は硫黄原子を示す。*は式(1)中のピロール環との結合部を示し、**はArLとの結合部を示す。
<8>m及びnが、いずれも、1である<1>〜<7>のいずれか1つに記載の光電変換素子。
<9>Z1及びZ2が、いずれも、−COOH、−SO3H、−PO(OH)2、−OH及び−SHから選ばれる酸性基又はその塩である<1>〜<8>のいずれか1つに記載の光電変換素子
<10>上記<1>〜<9>のいずれか1つに記載の光電変換素子を備えた色素増感太陽電池。
式中、XはCR5又はNを示す。R5はアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基又はヘテロアリール基を示す。
R1〜R4は、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ヘテロアリール基、アミノ基又はハロゲン原子を示す。
L1及びL2は、それぞれ独立に、単結合又は連結基を示す。
Z1及びZ2は、それぞれ独立に、酸性基又はその塩を示し、m及びnは、それぞれ独立に、1以上の整数を示す。
Y1及びY2は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基又はヘテロアリールチオ基を示す。
特定の符号又は式で表示された置換基、連結基若しくは配位子等(以下、置換基等という)が複数あるとき、又は、複数の置換基等を同時に規定するときには、特段の断りがない限り、それぞれの置換基等は互いに同一でも異なっていてもよい。このことは、置換基等の数の規定についても同様である。また、複数の置換基等が近接するとき(特に、隣接するとき)には、特段の断りがない限り、それらが互いに連結して環を形成していてもよい。また、特段の断りがない限り、環、例えば脂環、芳香族環、ヘテロ環は、更に縮環して縮合環を形成していてもよい。
本発明の光電変換素子は、導電性支持体と、電解質を含む感光体層と、電解質を含む電荷移動体層と、対極(対向電極)とを有する。感光体層と電荷移動体層と対極とがこの順で導電性支持体上に設けられている。
ジピロメテン錯体化合物は、後述する酸性基(吸着基ともいう。)を介して半導体微粒子に吸着されていることが好ましく、このとき、酸性基は、プロトンを放出して解離したアニオン若しくはその塩となっていてもよい。酸性基が塩となるときの対イオンについては後述するものと同義である。
ジピロメテン錯体化合物が酸性基を介して半導体微粒子に吸着している場合、この酸性基は1個でも2個以上でもよい。
以下、本発明の光電変換素子及び色素増感太陽電池の好ましい実施形態について説明する。
光電変換素子10は、導電性支持体1と、色素(ジピロメテン錯体色素)21を担持することにより増感された半導体微粒子22、及び、半導体微粒子22間に電解質を含む感光体層2と、正孔輸送層である電荷移動体層3と、対極4とからなる。
光電変換素子10において、感光体層2は、半導体微粒子22に式(1)で表されるジピロメテン錯体色素が吸着されており、酸化物半導体電極ともいう。また、受光電極5は、導電性支持体1及び感光体層2を有し、作用電極として機能する。
色素増感太陽電池20となる光電変換素子は、図1に示す光電変換素子に対して、導電性支持体41及び感光体層42の構成、及び、スペーサーSを有する点で異なるが、それらの点以外は図1に示す光電変換素子10と同様に構成されている。すなわち、導電性支持体41は、基板44と、基板44の表面に成膜された透明導電膜43とからなる2層構造を有している。また、感光体層42は、半導体層45と、半導体層45に隣接して成膜された光散乱層46とからなる2層構造を有している。この感光体層42は、少なくとも、感光体層42を形成する半導体微粒子に式(1)で表されるジピロメテン錯体色素が吸着されており、酸化物半導体電極ともいう。導電性支持体41と対極48との間にはスペーサーSが設けられている。色素増感太陽電池20において、40は受光電極であり、47は電荷移動体層である。
低照度環境とは、特に限定されず、例えば照度が1万ルクス以下の環境をいう。このような低照度環境としては、例えば、曇天若しくは雨天時等の低照度太陽光環境、又は、屋内環境若しくは蛍光灯等の照明下による低照度環境が挙げられる。
次に、本発明に用いるジピロメテン錯体化合物について、説明する。
ジピロメテン錯体化合物は下記式(1)で表される。このような構造を有するジピロメテン錯体化合物は、光電変換素子及び色素増感太陽電池に高い光電変換効率を付与する。
式(1)で表されるジピロメテン錯体化合物は、ジピロメテン骨格の3位及び5位に酸性基(式(1)におけるZ1及びZ2)を有しており、更に好ましくは2位及び6位に置換基(式(1)におけるR1及びR4)を有している。これにより、半導体微粒子に強固に吸着して半導体微粒子から脱着しにくいため、吸着安定性が向上する。その結果、800nm以上の長波長領域の光の吸収能が高くなる。更には、2位及び6位に置換基を有しており、これに加えて酸性基が連結基を介してジピロメテン骨格に導入されていると、長波長領域の光をより効果的に吸収できる。そのため、短波長から長波長までの広い波長領域の光によりジピロメテン錯体化合物が励起され、生じた電子が半導体微粒子に注入される。その結果、光電変換効率が向上すると考えられる。
R5としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基又はヘテロアリール基を示す。R5として採りうるこれらの基は、それぞれ、後述する置換基群Tの対応する基における好ましい範囲等が適用される。ただし、後述するように、R5として採りうるアルキル基及びアルケニル基には、それぞれ、シクロアルキル基及びシクロアルケニル基が包含される。
R5として採りうるアリール基としては、例えば、フェニル又はナフチル等が挙げられ、フェニルが好ましい。
R5として採りうるヘテロアリール基としては、例えば、チオフェン環、フラン環、チアゾール環、ピロール環、オキサゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環又はトリアゾール環等の5員環の各基、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、トリアジン環又はテトラジン環の6員環の各基が挙げられる。
R5は、アリール基又はヘテロアリール基が好ましく、アリール基がより好ましく、フェニルが更に好ましい。
更に置換基を有する基として、例えば、(テトラ若しくはペンタ)フルオロフェニル、(モノ−、ジ−若しくはトリ−)(トリフルオロメチル)フェニル、アミノ若しくはアルコキシフェニル、(モノ−、ジ−若しくはトリ−)アルキルフェニル、(アルキル)フェニルエテニル、又は、フェニルエチニル等が挙げられる。
R5として採りうる上記各基は、後述する酸性基を有していないことが好ましい。
R1〜R4として採りうる上記各基又はハロゲン原子は、それぞれ、後述する置換基群Tの対応する基又はハロゲン原子における好ましい範囲等が適用される。ただし、後述するように、R1〜R4として採りうる、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基及びアルキルチオ基は、それぞれ、置換基群Tにおける、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキルオキシ基及びシクロアルキルチオ基が包含される。
R1及びR4は、それぞれ、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基が好ましく、アルキル基、アルキニル基、アリール基又はヘテロアリール基がより好ましい。
R2及びR3は、それぞれ、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基が好ましく、アルキル基、アルキニル基、アリール基又はヘテロアリール基がより好ましく、アルキル基が更に好ましい。
R1〜R4において、R1及びR4が同一であり、R2及びR3が同一であることが好ましい。このとき、R1及びR2とR3及びR4とは異なっていてもよい。
更に置換基を有する基として、例えば、(テトラ若しくはペンタ)フルオロフェニル、(モノ−、ジ−若しくはトリ−)(トリフルオロメチル)フェニル、(モノ−、ジ−若しくはトリ−)アルキルフェニル、(モノ−、ジ−若しくはトリ−)アルキルフェニルエテニル、(モノ−、ジ−若しくはトリ−)アルキルフェニルエチニル、又は、アルキルチエニル等が挙げられる。
L1及びL2として採りうる連結基は、IPCE及び光電変換効率の点で、式(1)中のジピロメテン骨格(ピロール環)と共役する連結基(共役連結基)であることが好ましい。L1及びL2として採りうる連結基としては、脂肪族不飽和炭化水素基、芳香族炭化水素環基若しくは芳香族ヘテロ環基、又は、脂肪族不飽和炭化水素基、芳香族炭化水素環基及び芳香族ヘテロ環基からなる群より選択される2個以上の基を組み合わせてなる連結基が好ましく、上記2個以上の基を組み合わせてなる連結基がより好ましい。
エチレン系炭化水素基は、2価(m又はnが1である場合)の基(アルケニレン基)が好ましく、−CRL=CRL−基で表される基(エテニレン基)がより好ましい。
アセチレン系炭化水素基は、2価(例えば、m又はnが1である場合)の基(アルキニレン基)が好ましく、−C≡C−で表される基(エチニレン基)という。
また、芳香族ヘテロ環基としては、下記置換基群Tで説明されているヘテロ環基のうちの芳香族ヘテロ環基から水素原子を更にm個又はn個取り除いた基が挙げられる。芳香族ヘテロ環基における好ましい範囲等は、下記置換基群Tの芳香族ヘテロ環基における好ましい範囲等が適用される。
芳香族炭化水素環基及び芳香族ヘテロ環基は、2価の基(アリーレン基及びヘテロアリーレン基)が好ましく、例えば、上記R5として採りうるアリーレン基及びヘテロアリーレン基で挙げた基が好ましく挙げられる。
式(L) *−LL1−ArL−***
式(L)において、LL1は、下記式(L−1)〜(L−4)のいずれかで表される基を示す。ArLは芳香族炭化水素環基又は芳香族ヘテロ環基を示し、アリーレン基又はヘテロアリーレン基が好ましい。*は上記式(1)中のピロール環との結合部を示し、***は上記式(1)中のZ1又はZ2との結合部を示す。
式(L−1)〜(L−4)において、*は上記式(1)中のピロール環との結合部を示し、**はArLとの結合部を示す。
R21〜R28としてとして採りうる置換基は、特に限定されず、後述する置換基群Tから選ばれる置換基が挙げられる。なかでも、アルキル基又はアルコキシ基が好ましい。この置換基は更に置換基を有していてもよい。
式(L−4)において、Aは酸素原子又は硫黄原子を示す。
LL1は、なかでも、式(L−1)、式(L−2)及び式(L−3)のいずれかで表される連結基が好ましく、式(L−1)又は式(L−2)で表される連結基がより好ましく、式(L−1)で表される連結基が更に好ましい。
ArLとして採りうる芳香族炭化水素環基は、上述の、L1及びL2として採りうる芳香族炭化水素環基と同義であり、単環及び縮合多環の基を含む。芳香族炭化水素環基の炭素数は6〜30が好ましく、6〜10がより好ましく、6が特に好ましい。具体的には、ベンゼン環基又はナフチル環基が挙げられる。芳香族炭化水素環基が2価の基(アリーレン基)である場合、好ましくはフェニレン又はナフチレンである。
L1及びL2が上述の基を2個以上組み合わせてなる連結基である場合、その末端の基以外の基、例えば、式(1)のピロール環に結合する基は、後述する酸性基を有していないことが好ましい。
本発明において、酸性基とは、解離性のプロトンを有する置換基であり、pKaが11以下の置換基である。酸性基のpKaは、J.Phys.Chem.A2011,115,p.6641−6645に記載の「SMD/M05−2X/6−31G*」方法に従って求めることができる。酸性基としては、例えば、カルボキシ基(−COOH)、ホスホニル基(−PO(OH)2)、ホスホリル基(−O−PO(OH)2)、スルホ基(−SO3H)、ホウ酸基、(フェノール性)水酸基、チオフェノール基又はスルホンアミド基等が挙げられる。
酸性基としては、好ましくは、−COOH、−SO3H、−PO(OH)2、−OH又は−SHであり、より好ましくはカルボキシ基である。
対イオンとしては、特に限定されず、例えば、無機若しくは有機のアンモニウムイオン(例えば、テトラアルキルアンモニウムイオン、アミジニウムイオン、グアニジニウムイオン、ピリジニウムイオン等)、ホスホニウムイオン(例えば、テトラアルキルホスホニウムイオン、アルキルトリフェニルホスホニウムイオン等)、アルカリ金属イオン(Liイオン、Naイオン、Kイオン等)、アルカリ土類金属イオン、又は、金属錯体イオン等が挙げられる。なかでも、無機若しくは有機のアンモニウムイオン又はアルカリ金属イオンが好ましく、有機のアンモニウムイオンとしてテトラアルキルアンモニウムイオン(テトラエチルアンモニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、テトラヘキシルアンモニウムイオン、テトラオクチルアンモニウムイオン、テトラデシルアンモニウムイオン等)がより好ましい。
Y1及びY2として採りうる上記各基のうち、ハロゲン原子、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基及びアリールチオ基は、それぞれ、下記置換基群Tの対応する基における好ましい範囲等が適用される。ただし、後述するように、Y1及びY2として採りうるアルコキシ基及びアルキルチオ基には、それぞれ、シクロアルキルオキシ基及びシクロアルキルチオ基が包含される。
Y1及びY2として採りうるヘテロアリール基は、下記置換基群Tで説明されているヘテロ環基のうちの芳香族ヘテロ環基における好ましい範囲等が適用される。
Y1及びY2として採りうるヘテロアリールオキシ基及びヘテロアリールチオ基におけるヘテロアリール基は、それぞれ、Y1及びY2として採りうる上記ヘテロアリール基と同義であり、好ましいものも同じである。
Y1及びY2として採りうる上述の置換基は、更に置換基を有していてもよい。更に有していてもよい置換基としては、特に限定されず、後述する置換基群Tから選ばれる置換基が好ましい。
Y1及びY2は、同一でも異なっていてもよく、同一であることが好ましい。
Y1とY2とが互いに連結して環を形成する態様には、Y1及びY2として採る基からそれぞれ水素原子が取り除かれてなる基が互いに結合する第1の態様に加えて、Y1又はY2として採る基の一部を共有して結合する第2の態様を包含する。この第2の態様においては、Y1及びY2の一方が上述の基であり、他方が上述の基の一部(−O−又は−S−等)とみることができる。上記第1の態様としては、例えば、Y1及びY2がいずれもアルコキシ基である場合、炭素数が2以上のアルキレンジオキシ基が挙げられる。第2の態様としては、例えば、Y1及びY2がいずれもフェニルオキシ基である場合、Y1及びY2はフェニルオキシ基のフェニレン構造(−C6H4−)を共有してなるフェニレンジオキシ基が挙げられる。この場合、Y1はフェニルオキシ基であり、Y2は−O−とみることができる。
同様に、Y1とL1とが連結して環を形成する態様には、Y1及びL1として採る基からそれぞれ水素原子が取り除かれてなる基が互いに結合する第1の態様に加えて、Y1又はL1として採る基の一部を共有して結合する第2の態様を包含する。この点は、Y2とL2とが連結して環を形成する態様についても同じである。
本発明において、好ましい置換基としては、下記置換基群Tから選ばれる置換基が挙げられる。置換基群Tには上述の酸性基は含まれない。
また、本明細書において、単に置換基としてしか記載されていない場合は、この置換基群Tを参照するものであり、各々の基、例えば、アルキル基、が記載されているのみの場合は、この置換基群Tの対応する基における好ましい範囲が適用される。
更に、本明細書において、アルキル基を環状(シクロ)アルキル基と区別して記載している場合、アルキル基は、直鎖アルキル基及び分岐アルキル基を包含する意味で用いる。一方、アルキル基を環状アルキル基と区別して記載していない場合(単に、アルキル基と記載されている場合)、及び、特段の断りがない場合、アルキル基は、直鎖アルキル基、分岐アルキル基及びシクロアルキル基を包含する意味で用いる。このことは、環状構造を採りうる基(アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等)を含む基(アルコキシ基、アルキルチオ基、アルケニルオキシ基等)、環状構造を採りうる基を含む化合物についても同様である。基が環状骨格を形成しうる場合、環状骨格を形成する基の原子数の下限は、この構造を採りうる基について下記に具体的に記載した原子数の下限にかかわらず、3以上であり、5以上が好ましい。
下記置換基群Tの説明においては、例えば、アルキル基とシクロアルキル基のように、直鎖又は分岐構造の基と環状構造の基とを明確にするため、これらを分けて記載していることもある。
アルキル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは1〜12)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは2〜12)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは2〜12)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)、シクロアルケニル基(好ましくは炭素数5〜20)、アリール基(好ましくは炭素数6〜26、より好ましくは6〜10)、ヘテロ環基(環構成原子として少なくとも1つの酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を有し、好ましくは炭素数2〜20である。5員環又は6員環のヘテロ環基がより好ましい。ヘテロ環基は芳香族ヘテロ環基(ヘテロアリール基)及び脂肪族ヘテロ環基が包含される。)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは1〜12)、アルケニルオキシ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは2〜12)、アルキニルオキシ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは2〜12)、シクロアルキルオキシ基(好ましくは炭素数3〜20)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜26)、ヘテロ環オキシ基(好ましくは炭素数2〜20)、
導電性支持体は、導電性を有し、感光体層2等を支持できるものであれば特に限定されない。導電性支持体は、導電性を有する材料、例えば後述する金属で形成された導電性支持体1、又は、ガラス若しくはプラスチックの基板44とこの基板44の表面に成膜された透明導電膜43とを有する導電性支持体41が好ましい。
導電性支持体1及び41の厚みは、特に限定されず、0.05μm〜10mmであることが好ましく、0.1μm〜5mmであることが更に好ましく、0.3μm〜4mmであることが特に好ましい。
透明導電膜43を有する場合、透明導電膜43の厚みは、0.01〜30μmであることが好ましく、0.03〜25μmであることが更に好ましく、0.05〜20μmであることが特に好ましい。
感光体層は、上記色素21が担持された半導体微粒子22及び電解質を有していれば、その他の構成は特に限定されない。好ましくは、上記感光体層2及び上記感光体層42が挙げられる。
半導体微粒子22は、好ましくは金属のカルコゲニド(例えば酸化物、硫化物、セレン化物等)又はペロブスカイト型結晶構造を有する化合物の微粒子である。金属のカルコゲニドとしては、好ましくはチタン、スズ、亜鉛、タングステン、ジルコニウム、ハフニウム、ストロンチウム、インジウム、セリウム、イットリウム、ランタン、バナジウム、ニオブ若しくはタンタルの酸化物、硫化カドミウム、セレン化カドミウム等が挙げられる。ペロブスカイト型結晶構造を有する化合物としては、好ましくはチタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム等が挙げられる。これらのうち酸化チタン(チタニア)、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化タングステンが特に好ましい。
半導体微粒子22を導電性支持体1又は41上に塗設する方法として、湿式法、乾式法、その他の方法が挙げられる。半導体微粒子22の、導電性支持体の表面積1m2当たりの塗布量は0.5〜500g、更には5〜100gが好ましい。
成膜温度は、導電性支持体1又は基板44の材料としてガラスを用いる場合、60〜600℃が好ましい。
本発明において、感光体層は光散乱層を有していてもよい。この光散乱層は、入射光を散乱させる機能を有する点で、半導体層45と異なる。
色素増感太陽電池20において、光散乱層46は、好ましくは、棒状又は板状の金属酸化物微粒子を含有する。光散乱層46に用いられる金属酸化物としては、例えば、上記半導体微粒子を形成する化合物として説明した上記金属のカルコゲニド(酸化物)が挙げられる。光散乱層46を設ける場合、光散乱層の厚みは感光体層42の厚みの10〜50%とすることが好ましい。
光散乱層46は、特開2002−289274号公報に記載されている光散乱層が好ましく、特開2002−289274号公報の記載が、そのまま本明細書に好ましく取り込まれる。
本発明において、感光体層を形成する半導体微粒子(半導体層45及び光散乱層46を形成するものを含む)は、その表面に金属酸化物被膜を有することが好ましい。金属酸化物被膜を形成する金属酸化物としては、上記半導体微粒子で挙げた金属酸化物を用いることができ、上記半導体微粒子と同じ種類の金属酸化物であっても異なる種類の金属酸化物であってもよい。この金属酸化物被膜は、通常、薄膜に形成され、例えば0.1〜100nmの厚みが好ましい。本発明において、半導体微粒子が金属酸化物被膜を有する場合、ジピロメテン錯体化合物は金属酸化物被膜を介して半導体微粒子に吸着される。金属酸化物被膜の形成方法は上記した通りである。
本発明において、導電性支持体及び半導体微粒子の表面それぞれに金属酸化物被膜を有することもできる。この場合、それぞれの金属酸化物被膜は同じ種類の金属酸化物で形成されていてもよく、異なる種類の金属酸化物で形成されていてもよい。
光電変換素子10及び色素増感太陽電池20においては、増感色素として、上記式(1)で表されるジピロメテン錯体色素を担持している。式(1)で表されるジピロメテン錯体色素は上記の通りである。
感光体層は電解質を含む。感光体層に含まれる電解質は、後述する電荷移動体層が有する電解質と同義であり、好ましいものも同じである。感光体層に含まれる電解質は、電荷移動体層が有する電解質と同種でも異種であってもよく、同種であることが好ましい。
本発明において、半導体微粒子は、式(1)で表されるジピロメテン錯体色素又は必要により併用する色素とともに、共吸着剤を担持していることが好ましい。このような共吸着剤としては酸性基(好ましくは、カルボキシ基又はその塩)を1つ以上有する共吸着剤が好ましく、脂肪酸やステロイド骨格を有する化合物が挙げられる。
脂肪酸は、飽和脂肪酸でも不飽和脂肪酸でもよく、例えば、ブタン酸、ヘキサン酸、オクタン酸、デカン酸、ヘキサデカン酸、ドデカン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等が挙げられる。
ステロイド骨格を有する化合物として、コール酸、グリココール酸、ケノデオキシコール酸、ヒオコール酸、デオキシコール酸、リトコール酸、ウルソデオキシコール酸等が挙げられる。好ましくはコール酸、デオキシコール酸、ケノデオキシコール酸であり、更に好ましくはケノデオキシコール酸である。
色素を半導体微粒子に担持させた後に、アミン化合物を用いて半導体微粒子の表面を処理してもよい。好ましいアミン化合物としてピリジン化合物(例えば4−t−ブチルピリジン、ポリビニルピリジン)等が挙げられる。これらは液体の場合はそのまま用いてもよいし、有機溶媒に溶解して用いてもよい。
電荷移動体層3及び47は、色素21の酸化体に電子を補充する機能を有する層であり、受光電極5又は40と、対極4又は48との間に設けられる。
電荷移動体層3及び47は電解質を含む。ここで、「電荷移動体層が電解質を含む」とは、電荷移動体層が電解質のみからなる態様、及び、電解質と電解質以外の物質を含有する態様の、両態様を含む意味である。
電荷移動体層3及び47は、固体状、液体状、ゲル状又はこれら混合状態のいずれであってもよい。
電解質の例としては、酸化還元対を有機溶媒に溶解した液体電解質、酸化還元対を含有する溶融塩及び酸化還元対を有機溶媒に溶解した液体をポリマーマトリクスに含浸したいわゆるゲル電解質等が挙げられる。なかでも、液体電解質が光電変換効率の点で好ましい。
特に、液体電解質に用いる有機溶媒としては、ニトリル化合物、エーテル化合物、エステル化合物等が好ましく、ニトリル化合物がより好ましく、アセトニトリル、メトキシプロピオニトリルが特に好ましい。
ヨウ素は、ヨウ素とシクロデキストリンとの包接化合物として使用することもできる。また環状アミジンを用いてもよく、酸化防止剤、加水分解防止剤、分解防止剤、ヨウ化亜鉛を加えてもよい。
正孔輸送材料としては、低分子化合物又は高分子化合物が挙げられ、トリアリールアミン化合物、ポリチオフェン化合物(例えば、ポリ(3−ヘキシルチオフェン−2,5−ジイル)、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT))、ポリフェニレンビニレン化合物、ポリアニリン化合物、ポリピロール化合物、又は、これらの共重合体が挙げられる。
トリアリールアミン化合物としては、下記式(HT−1)で表される化合物が挙げられる。
RA1〜RA15として採りうる置換基としては、上記置換基群Tから選ばれる置換基が挙げられ、隣り合う置換基同士が単結合又は連結基を介して結合して環を形成してもよい。耐熱性及び耐久性の観点から、RA1〜RA5の少なくとも一つがアリール基であることが好ましく、RA1〜RA5の少なくとも一つとRA6〜RA10の少なくとも一つがアリール基であることがより好ましい。
対極4及び48は、色素増感太陽電池の正極として働くものであることが好ましい。対極4及び48は、通常、上記導電性支持体1又は41と同じ構成とすることもできるが、強度が十分に保たれるような構成では基板44は必ずしも必要でない。
対極を形成する金属としては、例えば、白金(Pt)、金(Au)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、銀(Ag)、インジウム(In)、ルテニウム(Ru)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)、イリジウム(Ir)、オスニウム(Os)、アルミニウム(Al)等が挙げられる。
対極4及び48の構造としては、集電効果が高い構造が好ましい。感光体層2及び42に光が到達するためには、上記導電性支持体1又は41と対極4又は48との少なくとも一方は実質的に透明でなければならない。本発明の色素増感太陽電池においては、導電性支持体1又は41が透明であって、太陽光を導電性支持体1又は41側から入射させるのが好ましい。この場合、対極4及び48は光を反射する性質を有することが更に好ましい。色素増感太陽電池の対極4及び48としては、金属若しくは導電性の酸化物を蒸着したガラス又はプラスチックが好ましく、白金を蒸着したガラスが特に好ましい。
対極の膜厚は、特に限定されず、0.01〜100μmが好ましく、0.01〜10μmが更に好ましく、0.01〜1μmが特に好ましい。
導電性支持体1又は41と感光体層2又は42との間には、感光体層2又は42が含む電解質と導電性支持体1又は41が直接接触することによる逆電流を防止するため、短絡防止層を形成することが好ましい。
また、受光電極5又は40と対極4又は48の接触を防ぐために、スペーサーS(図2参照)及び/又はセパレータを用いることが好ましい。
更に、光電変換素子又は色素増感太陽電池において、構成物の蒸散等を防止するために、光電変換素子又は色素増感太陽電池の側面をポリマーや接着剤等で密封することが好ましい。
このジピロメテン錯体化合物は、通常、黄色〜青色を呈する。そのため、各層の材質にもよるが、導電性支持体又は対極が実質的に透明である場合、光電変換素子及び色素増感太陽電池は黄色〜青色を呈し、意匠性にも優れる。
本発明の光電変換素子及び色素増感太陽電池は、上記式(1)で表されるジピロメテン錯体化合物及び溶媒を含有する色素溶液を用いて、製造することが好ましい。
ここで、色素溶液は、光電変換素子又は色素増感太陽電池を製造する際に、この溶液をこのまま使用できるように、ジピロメテン錯体色素や共吸着剤の濃度が調整されている色素溶液が好ましい。色素溶液は、上記式(1)で表されるジピロメテン錯体色素を0.001〜0.1質量%含有することが好ましい。共吸着剤の使用量は上記した通りである。
このようにして作製した感光体層を備えた受光電極に、更に電荷移動体層や対極等を通常の方法により設けることで、本発明の光電変換素子を製造することができる。
更に、上記のようにして作製した光電変換素子の導電性支持体1及び対極4に外部回路6を接続して、色素増感太陽電池を製造することができる。
本発明において、室温とは25℃を意味する。
下記のスキームに基づき、Org.Biomol.Chem.,2010,8,p.4546に記載の方法に準じて、ジピロメテン錯体化合物D−1を合成した。
ESI−MSにおいて、m/z:679 ([M+H]+)
更に、得られたジピロメテン錯体化合物D−1のNMRを測定したところ、Org.Biomol.Chem.,2010,8,p.4546に記載のNMRスペクトルと一致した。
下記のスキームに従って、ジピロメテン錯体化合物D−2を合成した。
1L三ツ口フラスコに、窒素雰囲気下、3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンズアルデヒド16.22g、及び、ジクロロメタン200mLを加え、室温で撹拌した。次いで、水冷しながら、得られた混合物に2,4−ジメチルピロール15.75gを滴下し、続いて、トリフルオロ酢酸を5滴加えた後、室温で更に30分間撹拌した。
次いで、水冷しながら、得られた混合物に、クロラニル19.45gを加え、室温で更に30分間撹拌した。その後、水冷しながらジイソプロピルエチルアミン80mLを滴下し、室温で更に30分間撹拌した。続いて、水冷しながら、得られた混合物に、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体85mLを滴下し、室温で更に30分間撹拌した。
このようにして得られた反応物に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液400mLを滴下した後、抽出及び分液して得られた有機層を無水硫酸ナトリウムで予備乾燥した。次いで減圧濃縮し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマグラフィー(展開溶媒:ヘキサン/酢酸エチル)で精製した後、エタノールで再結晶することにより、化合物D−2−Aを4.40g得た。
300mL三ツ口フラスコに、化合物D−2−Aを3.05g、及び、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノール60mLを加え、室温で撹拌した。
次いで、得られた混合物にN−ヨードスクシンイミド(NIS)3.60gを加え、室温で更に1時間半撹拌した。反応液を減圧濃縮した後、濃縮残留物にチオ硫酸ナトリウム水溶液50mL(チオ硫酸ナトリウム10g溶解)及び塩化メチレン100mLを加え、この混合物を抽出及び分液して得られた有機層を無水硫酸ナトリウムで予備乾燥した。次いで減圧濃縮し、得られた粗生成物をエタノールで再結晶することにより、化合物D−2−Bを3.90g得た。
300mL三ツ口フラスコに、化合物D−2−Bを3.5g、2,4,6−トリメチルフェニルボロン酸2.5g、フッ化セシウム3.4g、及び、ジメトキシエタン(DME)100mLを加え、室温で撹拌しながら、減圧脱気した後、窒素ガスを流入して窒素雰囲気にした。得られた混合物に、酢酸パラジウム76mg、及び、SPhos(2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル)411mgを加え、1時間加熱還流した。得られた反応物に飽和塩化アンモニウム水溶液100mL及び酢酸エチル100mLを加え、この混合物を抽出及び分液して得られた有機層を無水硫酸ナトリウムで予備乾燥した。次いで減圧濃縮し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマグラフィー(展開溶媒:ヘキサン/酢酸エチル)で精製した後、エタノールで再結晶することにより、化合物D−2−Cを2.5g得た。
100mL三ツ口フラスコに、化合物D−2−Cを2.1g、4−(メトキシカルボニル)ベンズアルデヒド1.5g、及び、脱水トルエン40mLを加え、室温で撹拌した。得られた混合物にピペリジン4mLを加え、65℃で更に1時間撹拌した。反応液を減圧濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマグラフィー(展開溶媒:ヘキサン/酢酸エチル)で精製した後、エタノールで再結晶することにより、化合物D−2−Dを2.4g得た。
100mL三ツ口フラスコに、化合物D−2−Dを1.0g、テトラヒドロフラン20mL、及び、メタノール5mLを加え、40℃で加熱しながら、更に、3N水酸化ナトリウム水溶液1mLを加えて2時間撹拌した。得られた混合物を室温に冷却した後、撹拌しながら、1Nトリフルオロメタンスルホン酸のメタノール溶液4mLを加えた。このようにして得た混合物に水25mLを加え、析出した固体を濾過により捕集して、ジピロメテン錯体化合物D−2を0.9g得た。
ESI−MSにおいて、m/z:962 ([M+H]+)
各合成例で合成したジピロメテン錯体化合物又は下記比較色素化合物C1及びC2それぞれを用いて、以下に示す手順により、図2に示す色素増感太陽電池20(5mm×5mmのスケール)を製造し、下記性能を評価した。結果を表1に示す。
ガラス基板(基板44、厚み4mm)上にフッ素ドープされたSnO2導電膜(透明導電膜43、膜厚:500nm)を形成して、導電性支持体41を作製した。そして、このSnO2導電膜を形成させたガラス基板を、40mMの四塩化チタン水溶液に30分間浸漬して、超純水、エタノールで洗浄した後、450℃で焼成することにより、SnO2導電膜上に酸化チタンの薄膜層(金属酸化物被膜、図2において図示しない。)を形成した。この薄膜層上に、チタニアペースト「18NR−T」(DyeSol社製)をスクリーン印刷し、120℃で乾燥させ、次いで、チタニアペースト「18NR−T」を再度スクリーン印刷し、120℃で1時間乾燥させた。その後、乾燥させたチタニアペーストを500℃で焼成した。このようにして、半導体層45(膜厚:10μm)を成膜した。更に、この半導体層45上に、チタニアペースト「18NR−AO」(DyeSol社製)をスクリーン印刷し、120℃で1時間乾燥させた後に、乾燥させたチタニアペーストを500℃で焼成した。次いで、このガラス基板を20mMの四塩化チタン水溶液に浸漬して、超純水、次いでエタノールで洗浄し、ガラス基板ごと460℃で30分加熱した。これを放冷することで、半導体層45上に光散乱層46(膜厚:5μm)を成膜した。以上の操作により、SnO2導電膜上に、感光体層42(受光面の面積:5mm×5mm、膜厚:15μm)を形成した。このようにして、ジピロメテン錯体化合物を担持していない受光電極前駆体を作製した。
次に、ジピロメテン錯体化合物を担持していない感光体層42に上記合成例で合成した各ジピロメテン錯体化合物を以下のようにして担持させた。先ず、t−ブタノールとアセトニトリルとの1:1(体積比)の混合溶媒に、上記ジピロメテン錯体化合物それぞれを濃度が2×10−4モル/Lとなるように溶解し、更にそこへ共吸着剤としてケノデオキシコール酸を上記ジピロメテン錯体化合物1モルに対して10モル加え、各色素溶液を調製した。次に、各色素溶液に受光電極前駆体を25℃で5時間浸漬し、色素溶液から引き上げた後に乾燥させた。こうして、受光電極前駆体に各ジピロメテン錯体色素を担持した受光電極40をそれぞれ作製した。
対極48として、上記の導電性支持体41と同様の形状と大きさを有する白金電極(Pt薄膜の厚さ:100nm)を作製した。また、電解液として、ヨウ素0.001M(モル/L)、ヨウ化リチウム0.1M、4−t−ブチルピリジン0.5M及び1,2−ジメチル−3−プロピルイミダゾリウムヨージド0.6Mをアセトニトリルに溶解して、液体電解質を調製した。更に、感光体層42の大きさに合わせた形状を有するデュポン社製のスペーサーS(商品名:「サーリン」)を準備した。
上記のようにして作製した受光電極40それぞれと対極48とを、上記スペーサーSを介して、対向させて熱圧着させた後に、感光体層42と対極48との間に電解液注入口から上記液体電解質を充填して電荷移動体層47を形成した。このようにして作製した電池の外周及び電解液注入口を、ナガセケムテック製レジンXNR−5516を用いて、封止、硬化し、各色素増感太陽電池(試料番号1及び2)を製造した。
色素化合物C1は、非特許文献1に記載のジピロメテン錯体色素「ZH−b」である。
色素化合物C2は、特許文献1に記載の化合物19である。下記式において、Hexylはヘキシル基、Mesはメシチル基(2,4,6−トリメチルフェニル基)を表す。
製造した色素増感太陽電池それぞれを用いて電池特性試験を行った。
電池特性試験は、東芝社製の白色LED(型番:LDA8N−G−K/D/60W)を用いて行った。照度調整(300μW/cm2(1000ルクス))は、渋谷光学社製のNDフィルター(ND1〜ND80)を用いて行った。調節した照度の測定は、オーシャンフォトニクス社製の分光器USB4000を用いて確認した。I−Vテスターを用いて電流−電圧特性を測定し、光電変換効率(η)を求めた。
各試料番号の色素増感太陽電池(試料番号1、2及びc2)それぞれについて、求められた光電変換効率(η)を、比較のための色素増感太陽電池(試料番号c1)の光電変換効率(ηc1)に対して、以下の基準で評価した。
本評価において、評価A及びBが合格レベルであり、好ましくはAである。
光電変換効率(η)が光電変換効率(ηc1)に対して、
A:1.05倍より大きい
B:1.01倍より大きく、1.05倍以下
C:1倍より大きく、1.01倍以下
D:1倍以下
製造した色素増感太陽電池それぞれについて、作用スペクトル(IPCEスペクトル)を測定した。
ペクセル・テクノジーズ社製の作用スペクトル(IPCEスペクトル)測定装置:PEC−S20(商品名)を用いて、照射条件(150Wキセノンランプ、AM1.5G、100mW/cm2)で、擬似太陽光を照射して行った。
ジピロメテン錯体化合物D−1を用いた色素増感太陽電池(試料番号1)における作用スペクトル、及び、比較のための色素化合物C1を用いた色素増感太陽電池(試料番号c1)における作用スペクトルを、図3に示した。図3において、ジピロメテン錯体化合物D−1を「化合物D−1」、色素化合物C1を「化合物C1」と表記する。
比較のための色素化合物C1を用いた色素増感太陽電池(試料番号c1)は、図3に示される外部量子効率が全体的に小さく、特に800nmにおける外部量子効率は3%以下であり、十分な光電変換効率を示さなかった。
これに対して、式(1)で表されるジピロメテン錯体化合物が担持された半導体微粒子を有する色素増感太陽電池(試料番号1)は、800〜900nmの長波長領域までスペクトルの裾が広がり、波長800nmにおける外部量子収率が10%を超える高い値を示した。更には、300〜800nmの波長領域にわたっても高い外部量子収率を示した。また、試料番号c1の色素増感太陽電池に対して、優れた光電変換効率を示した。
2、42 感光体層
21 色素
22 半導体微粒子
3、47 電荷移動体層
4、48 対極
5、40 受光電極
6 回路
10 光電変換素子
100 光電変換素子を電池用途に応用したシステム
M 動作手段(例えば電動モーター)
20 色素増感太陽電池
43 透明導電膜
44 基板
45 半導体層
46 光散乱層
S スペーサー
R1〜R4は、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ヘテロアリール基、アミノ基又はハロゲン原子を示す。
L1及びL2は、いずれも、下記式(L)で表される基を示す。
Z1及びZ2は、それぞれ独立に、−COOH又はその塩を示し、m及びnは、それぞれ独立に、1以上の整数である。
Y1及びY2は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基又はヘテロアリールチオ基を示す。
式(L) *−L L1 −Ar L −***
式中、L L1 は下記式(L−1)〜(L−4)のいずれかで表される基を示す。Ar L は芳香族炭化水素環基又は芳香族ヘテロ環基を示す。*は式(1)中のピロール環との結合部を示し、***は式(1)中のZ 1 又はZ 2 との結合部を示す。
Claims (11)
- 導電性支持体と、電解質を含む感光体層と、電解質を含む電荷移動体層と、対極とを有する光電変換素子であって、前記感光体層が、下記式(1)で表されるジピロメテン錯体化合物が担持された半導体微粒子を有する光電変換素子。
式中、XはCR5又はNを示す。R5はアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基又はヘテロアリール基を示す。
R1〜R4は、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ヘテロアリール基、アミノ基又はハロゲン原子を示す。
L1及びL2は、それぞれ独立に、単結合又は連結基を示す。
Z1及びZ2は、それぞれ独立に、酸性基又はその塩を示し、m及びnは、それぞれ独立に、1以上の整数を示す。
Y1及びY2は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基又はヘテロアリールチオ基を示す。 - 前記L1及びL2が、いずれも、脂肪族不飽和炭化水素基、芳香族炭化水素環基若しくは芳香族ヘテロ環基、又は、脂肪族不飽和炭化水素基、芳香族炭化水素環基及び芳香族ヘテロ環基からなる群より選択される2個以上の基を組み合わせてなる連結基を示す請求項1に記載の光電変換素子。
- 前記L1及びL2が、いずれも、共役連結基である請求項1又は2に記載の光電変換素子。
- 前記L1及びL2が、いずれも、脂肪族不飽和炭化水素基、芳香族炭化水素環基及び芳香族ヘテロ環基からなる群より選択される2個以上の基を組み合わせてなる連結基である請求項1〜3のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 前記L1及びL2が、いずれも、アルケニレン基、アルキニレン基、芳香族炭化水素環基及び芳香族ヘテロ環基からなる群より選択される2個以上の基を組み合わせてなる連結基である請求項1〜4のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 前記L1及びL2が、いずれも、下記式(L)で表される基である請求項1〜5のいずれか1項に記載の光電変換素子。
式(L) *−LL1−ArL−***
式中、LL1は下記式(L−1)〜(L−4)のいずれかで表される基を示す。ArLは芳香族炭化水素環基又は芳香族ヘテロ環基を示す。*は前記式(1)中のピロール環との結合部を示し、***は前記式(1)中のZ1又はZ2との結合部を示す。
式中、R21〜R28は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を示し、Aは酸素原子又は硫黄原子を示す。*は前記式(1)中のピロール環との結合部を示し、**はArLとの結合部を示す。 - 前記L1及びL2が、いずれも、スチリル基である請求項1〜6のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 前記m及びnが、いずれも、1である請求項1〜7のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 前記Z1及びZ2が、いずれも、−COOH、−SO3H、−PO(OH)2、−OH及び−SHから選ばれる酸性基又はその塩である請求項1〜8のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の光電変換素子を備えた色素増感太陽電池。
- 下記式(1)で表されるジピロメテン錯体化合物。
式中、XはCR5又はNを示す。R5はアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基又はヘテロアリール基を示す。
R1〜R4は、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ヘテロアリール基、アミノ基又はハロゲン原子を示す。
L1及びL2は、それぞれ独立に、単結合又は連結基を示す。
Z1及びZ2は、それぞれ独立に、酸性基又はその塩を示し、m及びnは、それぞれ独立に、1以上の整数を示す。
Y1及びY2は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基又はヘテロアリールチオ基を示す。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016177448 | 2016-09-12 | ||
JP2016177448 | 2016-09-12 | ||
PCT/JP2017/026967 WO2018047494A1 (ja) | 2016-09-12 | 2017-07-26 | 光電変換素子、色素増感太陽電池及びジピロメテン錯体化合物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2018047494A1 true JPWO2018047494A1 (ja) | 2019-04-04 |
JP6591691B2 JP6591691B2 (ja) | 2019-10-16 |
Family
ID=61562732
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018538274A Expired - Fee Related JP6591691B2 (ja) | 2016-09-12 | 2017-07-26 | 光電変換素子、色素増感太陽電池及びジピロメテン錯体化合物 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6591691B2 (ja) |
WO (1) | WO2018047494A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019172826A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 富士フイルム株式会社 | 蛍光性化合物及びこれを用いた蛍光標識生体物質 |
-
2017
- 2017-07-26 WO PCT/JP2017/026967 patent/WO2018047494A1/ja active Application Filing
- 2017-07-26 JP JP2018538274A patent/JP6591691B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6591691B2 (ja) | 2019-10-16 |
WO2018047494A1 (ja) | 2018-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9087991B2 (en) | Photovoltaic element | |
JP2011060669A (ja) | 光電変換素子及びその製造方法、並びに、金属フタロシアニン錯体色素 | |
JP6591691B2 (ja) | 光電変換素子、色素増感太陽電池及びジピロメテン錯体化合物 | |
JP5233318B2 (ja) | 光電変換素子及び太陽電池 | |
JP6375451B2 (ja) | 光電変換素子、色素増感太陽電池、色素組成物および酸化物半導体電極 | |
JP2014186995A (ja) | 透明色素増感太陽電池および色素増感太陽電池モジュール | |
WO2018047498A1 (ja) | 光電変換素子、色素増感太陽電池及びジピロメテン錯体化合物 | |
JP6616907B2 (ja) | 光電変換素子、色素増感太陽電池、金属錯体色素、色素溶液及び酸化物半導体電極 | |
KR101976305B1 (ko) | 루테늄 착체 색소, 색소 용액, 광전 변환 소자 및 색소 증감 태양 전지 | |
JP6371908B2 (ja) | 光電変換素子、色素増感太陽電池、金属錯体色素、色素溶液および酸化物半導体電極 | |
TW201605845A (zh) | 光電轉換元件、色素增感太陽電池、釕錯合物色素、色素溶液以及聯吡啶化合物 | |
KR101465454B1 (ko) | 염료감응 태양전지용 유기염료 및 이를 포함하는 염료감응 태양전지 | |
JP6574051B2 (ja) | 光電変換素子用色素溶液及び色素溶液調製用キット、並びに、光電変換素子の製造方法 | |
JP6209424B2 (ja) | 金属錯体、色素増感型太陽電池、色素増感型太陽電池モジュール、金属錯体の製造方法 | |
JP6616884B2 (ja) | 光電変換素子用色素溶液及び色素溶液調製用キット、並びに、光電変換素子の製造方法 | |
JP6831404B2 (ja) | 光電変換素子、色素増感太陽電池、金属錯体色素、色素組成物及び酸化物半導体電極 | |
JP6410669B2 (ja) | 光電変換素子、色素増感太陽電池、金属錯体色素および色素溶液 | |
JP6265551B2 (ja) | 光電変換素子、色素増感太陽電池および色素溶液 | |
JP5790546B2 (ja) | 光電変換素子用色素、光電変換素子及びその製造方法 | |
JPWO2016148098A1 (ja) | 光電変換素子、色素増感太陽電池、金属錯体色素、金属錯体色素混合物および色素溶液 | |
JP2014209628A (ja) | 光電変換素子及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181206 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181206 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190910 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190918 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6591691 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |