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公開番号2024171229
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-11
出願番号2023088192
出願日2023-05-29
発明の名称金属錯塩色素
出願人サンアプロ株式会社
代理人弁理士法人G-chemical
主分類C07F 15/06 20060101AFI20241204BHJP(有機化学)
要約【課題】太陽光を吸収して電子を励起させる作用を有し、且つ溶剤溶解性に優れる新規の金属錯塩色素を提供する。
【解決手段】本発明の金属錯塩色素は、金属カチオンと含窒素芳香族複素環構造を有する配位子を含むカチオン性金属錯体と、下記式(a-1)で表されるアニオンとを含む。式中、Rfはフルオロアルキル基を示し、mは1～6の整数を示す。
前記金属カチオンとしては、Ru、Fe、Os、Cu、W、Cr、Mo、Ni、Pd、Pt、Co、Ir、Rh、Re、Mn、及びZnから選択される金属のカチオンが好ましい。
【化1】
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特許請求の範囲【請求項１】
金属カチオンと含窒素芳香族複素環構造を有する配位子を含むカチオン性金属錯体と、下記式（ａ－１）で表されるアニオンと、を含む金属錯塩色素。
TIFF
2024171229000008.tif
29
161
（式中、Ｒｆはフルオロアルキル基を示し、ｍは１～６の整数を示す）
続きを表示（約 380 文字）【請求項２】
前記金属カチオンが、Ｒｕ、Ｆｅ、Ｏｓ、Ｃｕ、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｍｎ、及びＺｎから選択される金属のカチオンである請求項１に記載の金属錯塩色素。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の金属錯塩色素を含む光増感剤。
【請求項４】
光電極を備える光電変換素子であって、
前記光電極は、半導体粒子の表面に、請求項１又は２に記載の金属錯塩色素が吸着した構成を有する、光電変換素子。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の金属錯塩色素を含む可視光レドックス触媒。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の金属錯塩色素を含むドーパント。
【請求項７】
陽極と陰極の間に、請求項６に記載のドーパントを含む発光層を備える発光素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規の金属錯塩色素、前記金属錯塩色素を含む光増感剤、可視光レドックス触媒、ドーパント、光電変換素子、並びに発光素子に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
持続可能なエネルギー生産システム構築の観点から、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換するための光電変換素子や、太陽光エネルギーを利用してラジカル反応を行うための可視光レドックス触媒に注目が集まっている。
【０００３】
前記光電変換素子は、導電性基板上に、色素を吸着させることにより可視光応答性が付与された半導体粒子が付着した構成を有するアノード、カソード、及び電解質を構成要素として含む。そして、前記アノードは、導電性基板の上に半導体微粒子を含むペーストを塗布し、焼成したのち、色素溶液に浸漬し、乾燥させる方法によって製造するのが一般的である。
【０００４】
前記色素溶液に使用する色素は、太陽光を吸収して電子を励起させ、励起電子を半導体へと移行させることで、半導体に可視光応答性を付与する化合物であり、ピリジン配位子やピラゾール配位子を有する金属錯体カチオンのＰＦ
6
塩が知られている（特許文献１）。
【０００５】
また、可視光レドックス触媒は、近傍の電子供与体から電子を受け取り、受け取った電子を、太陽光を吸収して励起させ、電子受容体へと供与する、一連の電子移動によって、ラジカル反応を進行させる化合物であり、トリス（２，２’－ビピリジン）ルテニウムビス（ヘキサフルオロホスフェート）、ビス（２－フェニルピリジン）（４，４’－ジ－ｔ－ブチル－２，２’－ビピリジン）イリジウム（ヘキサフルオロホスフェート）等の金属錯体カチオンのＰＦ
6
塩が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１７－１６８４５０号公報
特開２０１６－１０２０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前記金属錯体カチオンのＰＦ
6
塩は溶剤溶解性が低いことが問題であった。
【０００８】
すなわち、前記金属錯体カチオンのＰＦ
6
塩を、光電変換素子に使用する場合には、半導体微粒子の表面に色素を均一に吸着させることが困難であり、色素が厚く吸着した部分や薄く吸着した部分が生じることになり、所期のエネルギー変換効率が得られなかった。それは、色素が厚く吸着した部分では、励起状態の電子を効率よく半導体微粒子に到達させることができないため（言い換えると、効率よく電荷移動を行うことが困難なため）であり、色素が薄く吸着した部分は電子を効率よく励起させることが困難であり、電荷生成量が減少するためである。
【０００９】
また、前記金属錯体カチオンのＰＦ
6
塩を、可視光レドックス触媒として使用し、太陽光エネルギーを利用したラジカル反応を液相にて行う場合には、反応系内に触媒を均一に存在させることが困難であるため、所期の反応促進効果は得られなかった。
【００１０】
従って、本発明の目的は、太陽光を吸収して電子を励起させる作用を有し、且つ溶剤溶解性に優れる新規の金属錯塩色素を提供することにある。
本発明の他の目的は、溶剤溶解性に優れる光増感剤を提供することにある。
本発明の他の目的は、溶剤溶解性に優れる可視光レドックス触媒を提供することにある。
本発明の他の目的は、エネルギー変換効率に優れた光電変換素子を提供することにある。
本発明の他の目的は、ホスト材料に優れた導電性を付与する機能を有するドーパントを提供することにある。
本発明の他の目的は、エネルギー変換効率に優れた発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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