高蛍光性ポリイミド膜の太陽光スペクトル変換特性と スペクトルコンバータ

第22回日本ポリイミド・芳香族性高分子会議予稿集
P30
高蛍光性ポリイミド膜の太陽光スペクトル変換特性と
スペクトルコンバータへの適用可能性
東工大院理工 ○松崎 あや・鹿末 健太・安藤 慎治
[緒言] Si 系太陽電池の高効率化や植物の発育促進にはそれぞ
れに適した波長域が存在するため、利用効率の低い波長域の
太陽光を効率の高い波長に変換する装置/材料に期待が集ま
っている。我々はこれまでに異なる吸収/蛍光特性を示す多
種の高蛍光性ポリイミド (PI)膜を開発しており、波長変換膜
に好適な特性を示すものも多い [1-3]。本研究では、目的に応
じた吸収/蛍光波長を有する高蛍光性 PI を選択し、その波長
変換特性を調査してスペクトルコンバータへの適用可能性を
Fig.1 Structures of diamines and
dianhydrides used in this study.
評価した。
[実験] 2種の酸二無水物および4種のジアミン (Fig.1)を用いて、
PI薄膜を作製した。波長変換特性を調べるため、太陽光を想
定した白色光(キセノン光源)を用いて、透過光および蛍光
Fig.2 Schematic illustration of
wavelength convertor properties.
トル評価を行った。また、光吸収/蛍光スペクトル、量子収
率測定の結果から理論的な波長変換後のスペクトルを計算し、
実測スペクトルとの比較を行った。
[結果と考察] PI (10FEDA/DMDHM) の UV-vis 光吸収および
蛍光スペクトルを Fig. 3 に示す。=411 nm に局所励起(LE)
吸収ピーク、486 nm に LE 蛍光ピークが観測された。次に、
em(ex411nm)
absorbance
Absorption and fluorecence
発光を同時に検出する装置 (Fig.2)により波長変換後のスペク
白色光のスペクトルおよび PI 薄膜の透過後スペクトルを Fig.4
に示す。PI の吸収ピークに対応する吸収波長域の光量が減少
300
400
500
600
700
Wavelength / nm
Fig.3 Absorption and Emission spectra
of 10FEDA/DMDHM PI film.
し、一方、蛍光ピークに対応する蛍光波長領域の光量が増加
したことから、高蛍光性 PI 薄膜の UV 吸収および可視蛍光発
光により、白色光に含まれる短波長光が有用な長波長光に変
換されたと考えられる。他の PI 薄膜についても同様の検討
を行った結果、酸二無水物/ジアミンを適切に組み合わるこ
とで、目的に合致した波長域の光を選択的に増加させる波長
変換膜の作製が可能であることが示された。
[1] J. Wakita, S. Inoue, N. Kawanishi, S. Ando, Macromolecules, 43,
3594 (2010). [2] 下坂, 脇田, 安藤, 高分子学会予稿集, 60(1), 1161
(2011). [3] 鹿末, 脇田, 安藤, 高分子学会予稿集, 62(1), 1210 (2013).
Fig.4 White light (control) and
wavelength convertor spectrum of
10FEDA/DMDHM PI film.
Conversion Characteristics of Sunlight Spectrum and Possibility of Application to Spectrum
Converter of High Fluorescent Polyimides Film
Aya MATSUZAKI and Shinji ANDO (Dept. Chem. & Mater. Sci., Tokyo Institute of Technology,
Ookayama 2-12-1-E4-5, Meguro-ku, Tokyo 152-8552, Japan)
Tel:+81-3-5734-2889, Fax:+81-3-5734-2889, E-mail:amatsuza[email protected]
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