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CONTENTS 2月号
新春特集:色素増感太陽電池における光誘起電子移動とエネルギー変換に関する理論的研究-Part2
-第4章
色素増感太陽電池の非断熱分子シミュレーション ・・・・・
Nonadiabatic Molecular Simulation of the Dye-sensitized Solar Cells
栗田典之*1 北尾 修*2
*1 豊橋技術科学大学 知識情報工学系 助教授
*2 (独)産業技術総合研究所 エネルギー技術研究部門 太陽光エネルギー変換グループ
主任研究員
色素増感太陽電池における最初の光誘起電子注入に関する2 つの非断熱分子シミュレー
ションの研究結果((1)Ogawa-Ishikawa-Kitao-Tanaka-Wen-Otomo-Takahashi-Arakawa1),
(2)Stier-Prezhdo2))を解説する。非断熱過程,電子移動速度算出,移動積分について
解説し,多自由度系における光誘起電子移動速度算出の仕方について詳述した。
～目次～
1. はじめに
2. 非断熱的過程
3. 色素増感太陽電池中の電子移動速度の計算方法
4. 移動積分
5. 光誘起電子移動速度の算出法
5.1 多自由度系における電子移動交差点の探索
5.2 移動積分の算出(PGS(Perturbed Ground State)理論
5.3 移動積分の算出(General Mulliken-Hush(GMH)理論)
5.4 非断熱遷移確率の算出(Landau-ZenerならびにZhu-Nakamura)
6. 色素増感太陽電池の非断熱分子動力学シミュレーション
7. おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
-第5章
第一原理バンド理論によるチタニアの電子状態 ・・・・・・・・・26
Electronic Structure of Titanium Oxide by the First Principle Band Theory
宇田 毅*1 北尾 修*2
*1 アドバンスソフト(株) 第2部部長研究主席科
*2 (独)産業技術総合研究所 エネルギー技術研究部門 太陽光エネルギー変換グループ
主任研究員
色素増感太陽電池に用いられる金属錯体色素の電子励起状態と励起スペクトルに関する理
論研究を紹介し,分子構造および電子状態的特徴との相関を議論する。また,励起状態計算
手法である時間依存密度汎関数(TDDFT)法を中心に,用いられる電子状態計算理論の概要
と実際の計算手法を紹介する。
～目次～
1. バンド計算
2. Thomas-Fermiモデル
3. 交換エネルギー-Thomas-Fermi-DiracモデルからSlaterのアイデア
4. 密度汎関数理論(DFT)とKohn-Sham方程式
5. Car-Parrinelloによる第一原理バンド計算
6. チタニアとは
7. TiO2のバンド構造
--------------------------------------------------------------------------------
-第6章
色素増感太陽電池に使われる色素材料の励起状態と励起スペクトル ・・38
Excited States and Electronic Spectra of Dye Molecules applied to the
Dye-sensitized Solar Cell
杉本 学
熊本大学大学院 自然科学研究科
色素増感太陽電池に用いられる金属錯体色素の電子励起状態と励起スペクトルに関する
理論研究を紹介し,分子構造および電子状態的特徴との相関を議論する。また,励起状態
計算手法である時間依存密度汎関数(TDDFT)法を中心に,用いられる電子状態計算理論
の概要と実際の計算手法を紹介する。
～目次～
1. はじめに
2. 電子励起状態計算のための理論的手法とその実際
2.1 電子状態理論の概略
2.2 励起計算の実際
2.3 TDDFT法の計算精度
3. N3色素(Ru(dcbpy)2(NCS)2)の励起状態
4. 黒色色素(Ru(tcterpy)(NCS)3の励起状態
5. おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
-第7章
色素増感太陽電池に関する理論的研究の今後の展望・・・・59
Future Perspective of Theoretical Studies on Dye-sensitized Solar Cells
北尾 修
(独)産業技術総合研究所 エネルギー技術研究部門 太陽光エネルギー変換グループ
主任研究員
本企画で解説した色素増感太陽電池の理論化学的研究の道具となる手法とその成果につ
いて補足したのち,色素増感太陽電池の理論化学的研究の今後の展望について私見を述べる。
～目次～
1. 「階層性と連結性」に基づく色素増感太陽電池高性能化に関する理論化学的研究
2. 色素増感太陽電池の電気化学性能シミュレーション
3. 色素増感太陽電池のモンテカルロシミュレーション
4. 色素増感太陽電池の非断熱分子シミュレーション
5. 色素増感太陽電池に使われる半導体の電子状態
6. 色素増感太陽電池に使われる式村の励起状態
7. Diracをめざして
8. 色素太陽増感電池の理論的研究の今後の展望
9. おわりに
ケミカルプロフィル
・アルミニウムキレート ・・・・・・・・・・・・・・・64
(Aluminium chelate)
(1)概要
(2)毒性
(3)製法
(4)生産
(5)需要
(6)価格
--------------------------------------------------------------------------------
・安息香酸 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・67
(Benzoic acid)
(1)概要
(2)毒性
(3)製法
(4)生産
(5)需要
(6)価格
ニュースダイジェスト
・海外編 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・70
・国内編 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・74
新春特集:色素増感太陽電池における光誘起電子移動とエネルギー変換に関する理論的研究-Part2
-第4章
色素増感太陽電池の非断熱分子シミュレーション ・・・・・
Nonadiabatic Molecular Simulation of the Dye-sensitized Solar Cells
栗田典之*1 北尾 修*2
*1 豊橋技術科学大学 知識情報工学系 助教授
*2 (独)産業技術総合研究所 エネルギー技術研究部門 太陽光エネルギー変換グループ
主任研究員
色素増感太陽電池における最初の光誘起電子注入に関する2 つの非断熱分子シミュレー
ションの研究結果((1)Ogawa-Ishikawa-Kitao-Tanaka-Wen-Otomo-Takahashi-Arakawa1),
(2)Stier-Prezhdo2))を解説する。非断熱過程,電子移動速度算出,移動積分について
解説し,多自由度系における光誘起電子移動速度算出の仕方について詳述した。
～目次～
1. はじめに
2. 非断熱的過程
3. 色素増感太陽電池中の電子移動速度の計算方法
4. 移動積分
5. 光誘起電子移動速度の算出法
5.1 多自由度系における電子移動交差点の探索
5.2 移動積分の算出(PGS(Perturbed Ground State)理論
5.3 移動積分の算出(General Mulliken-Hush(GMH)理論)
5.4 非断熱遷移確率の算出(Landau-ZenerならびにZhu-Nakamura)
6. 色素増感太陽電池の非断熱分子動力学シミュレーション
7. おわりに
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-第5章
第一原理バンド理論によるチタニアの電子状態 ・・・・・・・・・26
Electronic Structure of Titanium Oxide by the First Principle Band Theory
宇田 毅*1 北尾 修*2
*1 アドバンスソフト(株) 第2部部長研究主席科
*2 (独)産業技術総合研究所 エネルギー技術研究部門 太陽光エネルギー変換グループ
主任研究員
色素増感太陽電池に用いられる金属錯体色素の電子励起状態と励起スペクトルに関する理
論研究を紹介し,分子構造および電子状態的特徴との相関を議論する。また,励起状態計算
手法である時間依存密度汎関数(TDDFT)法を中心に,用いられる電子状態計算理論の概要
と実際の計算手法を紹介する。
～目次～
1. バンド計算
2. Thomas-Fermiモデル
3. 交換エネルギー-Thomas-Fermi-DiracモデルからSlaterのアイデア
4. 密度汎関数理論(DFT)とKohn-Sham方程式
5. Car-Parrinelloによる第一原理バンド計算
6. チタニアとは
7. TiO2のバンド構造
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-第6章
色素増感太陽電池に使われる色素材料の励起状態と励起スペクトル ・・38
Excited States and Electronic Spectra of Dye Molecules applied to the
Dye-sensitized Solar Cell
杉本 学
熊本大学大学院 自然科学研究科
色素増感太陽電池に用いられる金属錯体色素の電子励起状態と励起スペクトルに関する
理論研究を紹介し,分子構造および電子状態的特徴との相関を議論する。また,励起状態
計算手法である時間依存密度汎関数(TDDFT)法を中心に,用いられる電子状態計算理論
の概要と実際の計算手法を紹介する。
～目次～
1. はじめに
2. 電子励起状態計算のための理論的手法とその実際
2.1 電子状態理論の概略
2.2 励起計算の実際
2.3 TDDFT法の計算精度
3. N3色素(Ru(dcbpy)2(NCS)2)の励起状態
4. 黒色色素(Ru(tcterpy)(NCS)3の励起状態
5. おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
-第7章
色素増感太陽電池に関する理論的研究の今後の展望・・・・59
Future Perspective of Theoretical Studies on Dye-sensitized Solar Cells
北尾 修
(独)産業技術総合研究所 エネルギー技術研究部門 太陽光エネルギー変換グループ
主任研究員
本企画で解説した色素増感太陽電池の理論化学的研究の道具となる手法とその成果につ
いて補足したのち,色素増感太陽電池の理論化学的研究の今後の展望について私見を述べる。
～目次～
1. 「階層性と連結性」に基づく色素増感太陽電池高性能化に関する理論化学的研究
2. 色素増感太陽電池の電気化学性能シミュレーション
3. 色素増感太陽電池のモンテカルロシミュレーション
4. 色素増感太陽電池の非断熱分子シミュレーション
5. 色素増感太陽電池に使われる半導体の電子状態
6. 色素増感太陽電池に使われる式村の励起状態
7. Diracをめざして
8. 色素太陽増感電池の理論的研究の今後の展望
9. おわりに
ケミカルプロフィル
・アルミニウムキレート ・・・・・・・・・・・・・・・64
(Aluminium chelate)
(1)概要
(2)毒性
(3)製法
(4)生産
(5)需要
(6)価格
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・安息香酸 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・67
(Benzoic acid)
(1)概要
(2)毒性
(3)製法
(4)生産
(5)需要
(6)価格
ニュースダイジェスト
・海外編 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・70
・国内編 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・74
