Direct Nanocoupling between Sulfide- and Oxide-Semiconductors by a Photodeposition Technique

研究代表者研究分担者研究分担者連携研究者publisher研究種目：基盤研究(B); 研究期間：2008～2010; 課題番号：20350097; 研究分野：化学; 科研費の分科・細目：材料化学・無機工業材料研究成果の概要（和文）： (1) 単体硫黄と金属イオンを含むエタノール溶液中で，TiO_2 にUV光を照射することによって，TiO_2表面と良好な界面接合状態を有するCdS, PbS, MoS_2, Ag_2S 量子ドットを形成することに成功した。(2) 光析出法を用いて作製した金属硫化物量子ドット－TiO_2 ダイレクトナノカップリング系の特徴を明らかにした。(3) 光析出法，SAM 法およびSILAR 法で調製したCdS 量子ドット担持メソポーラスTiO_2ナノ結晶薄膜を光アノードとして用いた量子ドット増感型太陽電池を作製した。疑似太陽光照射下（one sun）におけるセル性能評価を行った結果，光電変換効率は，2.5％（光析出法）＞ 1.2％ （SILAR 法）＞ 0.14％（SAM 法）の順であることが判明した。 研究成果の概要（英文）：Simple and versatile photodeposition techniques taking advantage of thephotoinduced properties of TiO_2, photocatalysis and surface superhydrophilicity, have been developed for coupling metal sulfide QDs and TiO_2 at a nonoscale. The coupled metal sulfide-TiO2 systems possess the following characteristics: (I) a large amount of metal sulfides can be directly formed on TiO_2 during a fairly short period with excellent reproducibility, (II) the band energies of metal sulfides QDs are widely tunable by irradiation time or surface modifier concentration, (III) metal sulfide QDs can be deposited on not only the external surfaces but also the inner ones of mesoporous TiO_2 nanocrystalline films without pore-blocking, (IV) the simple solution-based technique at low temperature enables the low-cost production, (V) this technique has a wide possibility for coupling TiO_2 and narrow gap metal sulfides suitable for the applications to the solar energy conversion. These unique features produce the excellent performances of the resulting heteronanojunaction systems as photocatalysts and the photoanodes for QD-SSC and QD-SPEC cells for hydrogen production from water