【研究領域課題番号】18H01937 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

電子移動 / 励起エネルギー移動 / シングレット・フィッション / アップコンバージョン / 光合成 / 有機系太陽電池 / 励起子 / フォトンアップコンバージョン / 第一原理計算 / 量子ダイナミックス計算 / 太陽電池 / シングレットフィッション / 有機太陽電池 / 電荷分離

【研究成果の概要】

本研究では、分子集合体中で一重項励起子から２つの三重項励起子が生成するシングレット・フィッションおよび逆反応のTTAのメカニズムを第一原理計算と量子ダイナミックス計算で解析し、分子のパッキング構造が反応機構に与える影響を明らかにした。また、ランタニドナノクラスターに吸着した分子系について、スピン軌道相互作用と電子交換によるアップコンバージョン機構を明らかにした。同様のアプローチで、光合成の反応中心での電荷分離機構を理論的に解析した。光化学系IIと紅色光合成細菌の反応中心での励起子と電荷のダイナミックスを解析し、電荷分離が一方向のみで起こる機構を明らかにした。

【研究の社会的意義】

太陽光エネルギーの効率利用のための基礎的知見を得るため、近年注目されているシングレット・フィッションとフォトン・アップコンバージョンの機構、および光合成系の電子・エネルギー移動に関する理論研究を行った。シングレット・フィッションは短波長光の量子効率の飛躍的増大につながり、フォトン・アップコンバージョンは通常の太陽電池や光触媒で利用できない長波長光の有効利用につながる。また、光合成系の基礎的知見は人口光合成系の設計指針につながる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31

【配分額】17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)